太阳帆轨迹间接优化技术收敛性分析

摘要：

间接法是求解太阳帆航天器轨迹优化问题的一种常用方法.然而,间接法往往由于协态初值敏感性而存在收敛性难题.为了改善数值求解收敛性,协态变量归一化等多种间接优化技术已在深空探测轨迹优化研究中被提出.但是,对于太阳帆轨迹优化问题,鲜有间接优化技术对收敛性影响分析.本文以太阳帆航天器交会探测小行星为背景,研究协态变量归一化技术、同伦技术及间接法求解中太阳帆动力学模型坐标系(直角坐标系或球坐标系)与收敛性关系.首先,构建基于不同间接优化技术的间接法求解模型,采用数值打靶法求解最优的协态变量值.然后,根据协态变量所需猜测次数和协态变量初值估计的准确程度,对比分析3种技术对提升优化收敛性能的作用.仿真结果表明,同伦法的初值估计准确度最高、收敛性也最好.

关键词：轨迹优化、小行星、太阳帆、间接法、收敛性

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资助基金：国家自然科学基金11672126;江苏省基础研究计划自然科学基金BK20180410

在线出版日期：2019-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：34-44