航天器有限推力轨道转移的轨迹优化方法

摘要：

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％.

关键词：轨道转移、拟谱法、轨迹优化、有限推力

所属期刊栏目：48

分类号：V448.21(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：本文工作得到哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划项目HITQNJS.2009.007

在线出版日期：2013-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：390-394