基于混合推进的地球同步悬浮轨道设计

为了满足特定任务对悬浮轨道航天器长期运行的需求,文章研究了基于太阳能电推进(SEP)和太阳帆混合动力的地球同步悬浮轨道的推进技术。首先推导了混合推进下太阳帆姿态角与SEP系统加速度之间的关系式;然后对其一阶最优性条件求解单变量极值问题,得到太阳帆姿态角的控制律以及SEP系统的加速度的极小值;最后进行了算例仿真。仿真结果显示,相对于仅采用太阳能电推进的航天器,采用混合推进策略运行一年,可以节省约57%的燃料。所设计的混合推进策略达到了节省燃料、提高航天器在轨寿命的目的,可以很好地实现现阶段地球同步悬浮轨道的要求。

基于混合遗传算法的多冲量最优变轨

针对航天器多冲量最优变轨问题,建立了多冲量最优变轨的数值优化模型,给出了一种遗传算法(GA)与序列二次规划算法(SQP)结合的混合优化算法。该算法不需初值猜测,全局和局部搜索能力强并且计算效率高。仿真计算了燃料最优交会和时间最短拦截问题,比较了GA,SQP以及混合遗传算法的性能。针对混合遗传算法得到的不同冲量次数变轨的优化结果,分析了冲量次数对变轨性能指标的影响。结果表明混合遗传算法综合性能最高,冲量次数对不同性能指标的影响不同。仿真算例验证了模型和算法的有效性。