Control de seguimiento de pose óptimo analítico en operaciones de proximidad a corta distancia con un objetivo no cooperativo

Este artículo investiga un problema de control de seguimiento de pose óptimo analítico para naves espaciales perseguidoras durante las operaciones de proximidad a corta distancia con un objetivo espacial no cooperativo sujeto a rotación incontrolada y maniobras orbitales desconocidas. En primer lugar, el movimiento translacional relativo entre el objetivo orbital y la nave espacial perseguidora se describe en el marco de coordenadas de Línea de Vista (LOS) junto con la dinámica del cuaternión de actitud. Luego, basado en el modelo dinámico de pose acoplado de 6 Grados de Libertad (DOF), se propone una acción de control óptimo analítica que consiste en un valor de control óptimo sujeto a restricciones, tiempo de aplicación y su duración, explorando el algoritmo de control de acción secuencial iterativa. Mientras tanto, se presenta y discute la estabilidad asintótica cerrada global de la acción de control predictivo propuesta. Comparado con esquemas de control de proximidad tradicionales, las ventajas destacadas son que el tiempo de aplicación y la duración del controlador ideado se aplican de manera discreta a la luz de la influencia de la configuración de pose instantánea en el rendimiento de seguimiento de pose con menor consumo de energía en lugar de en cada tiempo de muestreo. Finalmente, se organizan tres grupos de ejemplos ilustrativos para validar la efectividad del esquema propuesto de control de seguimiento de pose óptimo analítico.