地球同步轨道分布式绳系太阳能电站系统动力学与控制

项目名称： 地球同步轨道分布式绳系太阳能电站系统动力学与控制

项目编号： No.11272071

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 蔡志勤

作者单位： 大连理工大学

项目金额： 78万元

中文摘要： 空间太阳能电站可能引发一场新的技术和产业革命，作为未来重要的能源方式有着广阔的应用前景。研究地球同步轨道分布式绳系太阳能电站系统的动力学与控制，在国内外都是新课题。本项目拟基于柔性系绳模型及柔性复合材料夹层板模型，建立描述卫星平台轨道与姿态运动、绳系子板相对卫星平台的姿态运动以及绳系子板振动与系绳振动的刚柔耦合动力学模型；采用保结构几何数值积分方法，通过无控制力作用下系统动力学的数值仿真，研究影响系统稳定性的各种关键因素，深入了解整个系统运动的特点；结合卫星平台轨道与姿态控制、绳系子板姿态与振动以及系绳振动的控制方法，探索高效、精密、实时、易行的非线性系统控制方法，实现对轨道运动，构型保持、重构以及系绳振动的集成控制。为促进我国能源领域和航天领域的可持续发展提供理论与技术储备，促进动力学与控制的基础理论与应用研究。

中文关键词： 地球同步轨道；分布式绳系太阳能电站；动力学与控制；；

英文摘要： The solar power satellite (SPS) system offers the fabulously applied potentiality for the future power generation/transmission, so the dynamics and control of distributed tethered-SPS on the geo-synchronous orbit are the new and interesting scientific field at home and abroad. In this science foundation, the dynamics and control of the system will be investigated. Firstly, Based on the flexible tether model and the flexible composite laryer panel, a new dynamical formulation will be developed, which can be utilized to describe the coupling dynamics of the orbital and attitude motion of the bus system, the attitude motion and the vibration of the tethered-subpanel and the vibration of the tethers. Secondly, in order to deeply investigate the dynamical characteristics of the system , the key parameters relevant to the system stability will be studied by structure-preserving geometric numerical integration of the uncontrolled dynamics. Finally, in order to carry out the integration control on the orbital motion, station-keeping, and vibration of tethers, simultaneously, a fast, precise, real-time and easy-operation nonlinear controller will be designed by combining the independent control methods on the orbital and attitude control of the bus system, the attitude and vibration control of the tethered-subpanel and t

英文关键词： geo-synchronous orbit；distributed tethered solar power satellite；dynamics and control；；