平动点周期轨道间小推力转移的Gauss伪谱法

发布时间：2022-07-14 19:23

　　针对三体问题共线平动点附近周期轨道间的小推力转移问题,构造了一种新的形状函数,在此基础上提出了一种基于Gauss伪谱法的优化设计方法。首先,建立小推力轨道转移动力学模型,参考初始轨道和目标轨道的类型,构造一种新的形状函数以近似小推力转移轨道。为满足不同的约束要求,提出了振幅和相位按多项式变化的假设,推导了小推力转移轨道的近似解析解;然后利用Gauss伪谱法将小推力轨道转移的最优控制问题转化为非线性规划问题,并对推导的近似解析解进行解算和处理,为Gauss伪谱法求解非线性规划问题提供较为有效的控制变量的初始猜测值;最后以地月系统L₁点附近Halo轨道间的小推力转移问题为例进行了仿真分析。仿真结果表明,小推力转移轨道近似解析解具备有效性和普适性,使得Gauss伪谱法的迭代效率提高55%以上,同时也表明Gauss伪谱法可有效解决平动点周期轨道间的小推力转移轨道优化设计问题。 

【文章页数】：11 页

【文章目录】：
1 轨道转移优化模型
    1.1 动力学模型
    1.2 优化性能指标和约束
2 基于Gauss伪谱法的最优轨道 转移
    2.1 轨道转移近似解析解
    2.2 Gauss伪谱法的离散化方法
        (1)约束方程离散化
        (2)末端约束离散化
        (3)路径约束离散化
        (4)目标函数离散化
3 仿真分析
    3.1 转移时间较短
    3.2 转移时间较长
4 结束语


【参考文献】：
期刊论文
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[2]皮纳卫星编队保持动力学分析[J]. 杨博,田苗,魏延明.  中国空间科学技术. 2018(01)
[3]火星探测转移轨道初始设计与分析[J]. 杨彬,李爽.  中国空间科学技术. 2017(04)
[4]基于高斯伪谱法的化-电混合推进系统转移轨道优化设计[J]. 杨博,陈子匀,温正,苗峻.  中国空间科学技术. 2016(01)
[5]采用Gauss伪谱法的小推力日-火Halo轨道转移优化设计[J]. 曹喜滨,张相宇,王峰.  宇航学报. 2013(08)
[6]结合行星借力飞行技术的小推力转移轨道初始设计[J]. 尚海滨,崔平远,徐瑞,乔栋.  宇航学报. 2011(01)
[7]行星际小推力轨道Lambert解及应用[J]. 尚海滨,崔平远,乔栋,徐瑞.  航空学报. 2010(09)
[8]基于形状的行星际小推力转移轨道初始设计方法[J]. 尚海滨,崔平远,乔栋.  宇航学报. 2010(06)
[9]基于高斯伪光谱的星际小推力转移轨道快速优化[J]. 尚海滨,崔平远,徐瑞,乔栋.  宇航学报. 2010(04)
[10]小推力航天器的地月低能转移轨道[J]. 徐明,徐世杰.  航空学报. 2008(04)



本文编号：3661730