西南交通大学学报
西南交通大學學報
서남교통대학학보
JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY
2013年
2期
390-394
,共5页
王常虹%曲耀斌%陆智俊%安昊%夏红伟%马广程
王常虹%麯耀斌%陸智俊%安昊%夏紅偉%馬廣程
왕상홍%곡요빈%륙지준%안호%하홍위%마엄정
轨道转移%拟谱法%轨迹优化%有限推力
軌道轉移%擬譜法%軌跡優化%有限推力
궤도전이%의보법%궤적우화%유한추력
orbit transfer%the psedospectral method%trajectory optimization%finite thrust
为使小推力发动机航天器在航行中实现轨道快速机动并有效节省燃料,提出了基于拟谱法的航天器轨道转移轨迹优化方法.采用改进的赤道轨道根数,基于高斯动力学方程建立了航天器轨道转移过程的数学模型,克服了经典轨道根数当偏心率为0,或者轨道倾角为0°或90°时的奇异问题,给出了航天器轨道转移燃料最优性能指标函数以及终端约束和路径约束条件；采用拟谱法,将原始的连续最优控制问题转化为非线性规划问题；利用SNOPT(sparse nonlinear optimizer)算法求解最优轨迹,并提出了具体设计步骤和方法.仿真结果表明:与fmincon优化方法相比,发动机最大推力为20N时,本文的优化方法寻优时间减少61％,节省燃料18％.
為使小推力髮動機航天器在航行中實現軌道快速機動併有效節省燃料,提齣瞭基于擬譜法的航天器軌道轉移軌跡優化方法.採用改進的赤道軌道根數,基于高斯動力學方程建立瞭航天器軌道轉移過程的數學模型,剋服瞭經典軌道根數噹偏心率為0,或者軌道傾角為0°或90°時的奇異問題,給齣瞭航天器軌道轉移燃料最優性能指標函數以及終耑約束和路徑約束條件；採用擬譜法,將原始的連續最優控製問題轉化為非線性規劃問題；利用SNOPT(sparse nonlinear optimizer)算法求解最優軌跡,併提齣瞭具體設計步驟和方法.倣真結果錶明:與fmincon優化方法相比,髮動機最大推力為20N時,本文的優化方法尋優時間減少61％,節省燃料18％.
위사소추력발동궤항천기재항행중실현궤도쾌속궤동병유효절성연료,제출료기우의보법적항천기궤도전이궤적우화방법.채용개진적적도궤도근수,기우고사동역학방정건립료항천기궤도전이과정적수학모형,극복료경전궤도근수당편심솔위0,혹자궤도경각위0°혹90°시적기이문제,급출료항천기궤도전이연료최우성능지표함수이급종단약속화로경약속조건；채용의보법,장원시적련속최우공제문제전화위비선성규화문제；이용SNOPT(sparse nonlinear optimizer)산법구해최우궤적,병제출료구체설계보취화방법.방진결과표명:여fmincon우화방법상비,발동궤최대추력위20N시,본문적우화방법심우시간감소61％,절성연료18％.
