题目：电磁航天器在轨协同运动控制研究

航天器编队飞行技术由于其研制周期短、成本低、可模块化等优点，具有广泛的航天应用前景。分布式航天器系统的提出使得许多未来航天计划任务实现变成了可能。为应对常规推力航天器编队燃料寿命、羽流等不足影响，绿色能源电磁航天器技术成为了研究热点。

本文以电磁航天器在轨协同运动控制为研究对象，对电磁航天器作用原理、解耦方案、动力学建模与分析、在轨协同运动规划及空间应用前景进行了研究。

首先，本文在调研总结了电磁航天器概念、意义、研究现状的基础上，研究了电磁作用机理及模型，分析了电磁航天器轨道姿态的耦合。其次，本文基于电磁航天器作用原理，利用拉格朗日方法，建立电磁航天器近地和平动点附近的“绳系”动力学模型，基于偏差线性化动力学模型，以切向、径向编队为例，分析编队构型保持稳定性，设计构型保持控制律。基于姿态动力学模型和控制力矩陀螺，设计了姿态稳定控制律。再次，本文将电磁航天器编队重构运动规划问题转化为标准优化问题，利用高斯伪谱优化方法进行求解。并提出序列控制策略，将该双星模型扩展应用于多星电磁编队构型重构问题，转化为多阶段运动规划问题利用多阶段优化方法进行求解。然后本文又利用改进人工势能场方法对电磁航天器进行协同运动规划。最后，根据电磁航天器技术特点，研究了在轨协同运动的应用前景，仿真结果表明本文的动力学建模和运动规划方法是可行的。