电动力绳系作为一种新型航天器,能借助于空间地磁场和电离层实现无燃料推进,在卫星降轨、轨道机动及空间碎片清除等空间任务中具有广泛的应用前景。本文以电动力绳系的留位状态为研究对象,建立该状态下的系统模型,并进行动力学分析,主要研究成果如下:1.介绍了空间物理环境特性和电动力绳系原理。概述了空间地磁场环境和空间电离层环境;总结了典型电动力绳系的主要组成部件和各自的功能,阐述了电动力绳系产生电动力的工作原理。2.建立了留位状态的电动力绳系不同描述模型。采用Lagrange方法建立了电动力绳系哑铃模型;通过Kirchhoff方程建立了电动力绳系弹性杆模型;提出了离散化的电动力绳系珠链模型;建立了用连续坐标函数表示的系绳柔索模型。3.研究了哑铃模型下姿态动力学方程的周期解求解算法。基于摄动法和不动点迭代法,提出了一种摄动法—不动点迭代法相互配合的周期解求解算法,并通过不同参数下的算例验证了该算法的有效性。通过映射矩阵的特征值最大值对周期解进行了稳定性判断,结果表明,系统非线性动力学方程的周期解都是不稳定的。4.研究了不稳定周期解的稳定性控制方法。针对不稳定周期解,提出了3种控制策略:状态反馈控制、时滞自同步控制和扩展时滞自同步控制,并对3种控制方法的效果进行了仿真验证。仿真结果表明,不同参数条件下,3种控制策略的效果存在差异。