本毕业设计航天器动力学项目的目标是运用在刚体运动学、动力学和控制课程中开发的技能。 该项目考虑了一个令人兴奋的双飞船火星任务，其中一个主母飞船与另一个轨道上的子飞船进行通信。 所面临的挑战包括确定轨道框架和几个所需的参考框架的运动学，对航天器在轨道上的姿态动力学进行数值模拟，以及实施反馈控制，然后驱动不同的航天器主体框架进入一系列任务模式，包括用于发电的太阳指向、用于科学采集的天底指向、用于通信和数据传输的母航天器指向。 最后，开发了一个综合任务模拟，以实现这些姿态模式，并探索由此产生的自主闭环性能。

任务 1 和 2 利用三维运动学创建与任务相关的轨道模拟和相关轨道框架。 任务 3 至 5 为三种姿态指向模式（太阳指向、天底指向和 GMO 指向）创建所需的姿态参考框架。 姿态参考框架是确保反馈控制将卫星驱动到所需方位的关键组成部分。 这三种指向模式所采用的控制方法相同，但由于采用的姿态参考框架不同，因此性能也不同。 任务 6 至 7 创建仿真例程，首先评估机身固定框架与当前姿态模式的特定参考框架之间的姿态跟踪误差。 任务 8-11 模拟三种姿态模式的闭环姿态性能。 任务 8 至 10 首先模拟一次单个姿态，而任务 11 则开发一个综合姿态任务模拟，考虑姿态模式作为航天器相对于行星位置的函数自主切换。 所涉材料摘自《空间系统分析力学》一书，可在 https://arc.aiaa.org/doi/book/10.2514/4.105210 上查阅。