發(fā)布時(shí)間：2024-03-13 04:40

　　航天器軌道優(yōu)化與設(shè)計(jì)是優(yōu)化理論在航空航天領(lǐng)域中的一個(gè)最早應(yīng)用,航天器軌道優(yōu)化與設(shè)計(jì)問(wèn)題屬于最優(yōu)控制問(wèn)題。龐特里亞金的極小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的提出為最優(yōu)控制問(wèn)題的解決帶來(lái)希望。在此之后,各國(guó)學(xué)者以此為基礎(chǔ)對(duì)航天器軌道優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了更深入的研究。在這些研究中,多數(shù)以脈沖推力為主。近年來(lái),許多學(xué)者越來(lái)越關(guān)注連續(xù)推力形式的軌道優(yōu)化問(wèn)題。傳統(tǒng)的連續(xù)推力方式中推力的方向不受約束,被認(rèn)為是自由可變的,而這在實(shí)際太空領(lǐng)域是難以實(shí)現(xiàn)的。考慮到推力方式易于在空間領(lǐng)域?qū)嵤┑囊蛩?本文對(duì)特定推力方向下的航天器遠(yuǎn)程交會(huì)問(wèn)題進(jìn)行了研究。首先,根據(jù)不同的坐標(biāo)系,選擇不同的方式來(lái)描述航天器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),推導(dǎo)出各種描述方式之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系并確定各種描述方式的動(dòng)力學(xué)方程。建立航天器所受推力的力學(xué)模型,并將特定推力方向的力學(xué)模型與連續(xù)推力模型進(jìn)行比較分析。對(duì)相關(guān)參數(shù)變量進(jìn)行無(wú)量綱處理,以得到更高的計(jì)算精度及更穩(wěn)定的結(jié)果。其次,針對(duì)不同的動(dòng)力學(xué)模型和推力模型,分別利用龐特里亞金的極小值原理確定各自的最優(yōu)控制。對(duì)于特定推力方向的力學(xué)模型,對(duì)僅存在單方向推力以及存在多方向推力的情況分別進(jìn)行了分析與研究,得出各自的最優(yōu)控制方程,并...

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖５．丨航天器交會(huì)軌跡圖??

最終軌道參數(shù)和質(zhì)量如表５－２所示，交會(huì)軌跡圖、六個(gè)根時(shí)間??歷程圖、推力時(shí)間歷程圖和各方向（徑向、周向和法向）推力分量時(shí)間歷程圖??分別如圖５．１、５．?２、５．?３和５．４所示??表５－２可變方向推力模型最終軌道參數(shù)與質(zhì)量??參數(shù)?航天器１?航天器２??半長(zhǎng)軸?ｏ／ｋｍ?１１９....

圖５．２航天器六個(gè)根時(shí)間歷程圖??６０?■???????ｊ???

０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８??時(shí)間／ＴＵ??圖５．３航天器推力時(shí)間歷程圖??１９??

圖５．４航天器各方向推力分量時(shí)間歷程圖??由圖５．１和表５－２可知，兩個(gè)航天器實(shí)現(xiàn)了交會(huì)，且最終燃料消耗為??

時(shí)陳１！??圖５．４航天器各方向推力分量時(shí)間歷程圖??由圖５．１和表５－２可知，兩個(gè)航天器實(shí)現(xiàn)了交會(huì)，且最終燃料消耗為??１２９．３３ｋｇ；由圖５．２可知終端時(shí)刻兩航天器的六個(gè)根均滿足了交會(huì)精度的要??求，進(jìn)一步計(jì)算可得兩航天器最終間距為６．９９ｋｍ，整個(gè)機(jī)動(dòng)過(guò)程歷時(shí)１８．１８Ｔ....

圖５．５航天器交會(huì)軌跡圖??

０?２?４?８?Ｂ?１０?１２?１４?１６?１８??時(shí)陳１！??圖５．４航天器各方向推力分量時(shí)間歷程圖??由圖５．１和表５－２可知，兩個(gè)航天器實(shí)現(xiàn)了交會(huì)，且最終燃料消耗為??１２９．３３ｋｇ；由圖５．２可知終端時(shí)刻兩航天器的六個(gè)根均滿足了交會(huì)精度的要??求，進(jìn)一步計(jì)算可得兩航天器....

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