基于模型预测的卫星编队队形机动控制

针对卫星编队队形机动控制推导了一种利用相对平均轨道根数为反馈量的模型预测控制算法。当面质比不同的主从卫星在近地轨道上编队飞行时，大气阻力摄动和J2项摄动是影响编队队形的两个最主要的因素，故先推导了一组包含大气阻力摄动和J2项摄动利用相对平均轨道根数描述的相对动力学方程，然后采用了一种新的基于模型预测的控制算法并讨论了该控制算法在编队飞行队形机动控制中的一些应用问题。该控制算法是一种在线滚动优化控制算法，即使存在各种较大的干扰力和模型的不确定性仍能取得良好的控制效果，且能够较好地解决存在状态约束、控制输入约束等各种约束控制问题。仿真结果表明，该控制算法接近于燃料最优，且能够在各种摄动下把队形机动控制在要求的精度范围内。