空间交会中脉冲变轨燃料消耗研究

导出了空间交会中多脉冲变轨的一般算法。在此基础上，重点研究了双脉冲变轨的燃料消耗情况，提出了双脉冲变轨条件下的“不可达点”及其附近的“高耗能区域”，并给出了相应的物理解释。最后对多脉冲变轨与双脉冲变轨进行了比较。

小卫星星座的最优脉冲变轨研究

针对小卫星星座 ,进行星座发射中的最优脉冲式变轨研究。给出了形成星座的脉冲式变轨的基本原理 ;基于卫星相对运动状态转移方程 ,推导出了星座双脉冲式变轨的理论解 ,即所要施加的脉冲控制量的解析式 ;利用遗传算法 ,对双脉冲式变轨的脉冲控制量进行了优化计算 ,求得了使总变轨脉冲最小的最优变轨时间。最后 ,探讨了星座脉冲式变轨的工程实现途径 ,为工程应用和研究提供参考。

空间交会中脉冲变轨燃料消耗研究

首先导出了空间交会中多脉冲变轨的一般算法;在此基础上,重点研究了双脉冲变轨的燃料消耗情况,提出了双脉冲变轨条件下的“不可达点”及其附近的“高耗能区域”并给出了相应的物理解释;最后对多脉冲变轨与双脉冲变轨进行了比较。

弹道导弹被动段最优脉冲变轨方法

弹道导弹大气层外飞行时间长且弹道固定,易被敌方预测和拦截。因此提出一种最优脉冲变轨方法:首先,建立了导弹单脉冲作用下的机动变轨模型;其次,基于对模型的分析,选取机动变轨所需能量和变轨后飞行剩余时间的加权为性能指标,并利用遗传算法进行寻优,搜索出满足性能指标最优的机动变轨点。最后,通过仿真验证了该最优脉冲变轨方法的有效性。

形成三星星座的最优脉冲变轨的控制与仿真

由于火箭发射入轨精度的限制 ,无法直接发射形成星座 ,星座的形成需要变轨。该文针对三星星座 ,进行星座发射中的最优脉冲式变轨研究。文中基于卫星相对运动状态转移方程 ,推出了星座双脉冲式变轨控制的理论解 ;利用遗传算法 ,对双脉冲式变轨的脉冲控制量进行了优化仿真 ;探讨了星座脉冲式变轨的工程实现途径 。

基于Lambert算法的脉冲精确变轨策略

Lambert问题的求解多以二体假设为基础,从而对精确轨道控制带来不利影响。提出了一种脉冲修正策略,建立了考虑摄动影响的航天器轨道动力学计算模型,在Lambert算法基础上,通过拟牛顿法对变轨脉冲进行修正,消除终端状态误差,从而获得精确的变轨脉冲。将该修正策略用于固定时间精确变轨问题,建立了两层规划模型,并通过算例验证了算法的有效性。

远程导引变轨方案修正算法

为在实际摄动条件下由远程导引变轨方案初始设计结果实现追踪航天器与目标航天器的交会,提出了一种修正变轨方案。将初始多脉冲式变轨方案转换为有限推力式并作修正,取远程导引结束时刻追踪与目标航天器间的相对轨道要素为目标函数,采用J2,J3,J4解析轨道预报器对目标函数计算需要的轨道进行预报,以历次变轨开始时刻、结束时刻和推力方向为优化变量,用边界约束有限存储BFGS(L-BFGS-B)优化算法获得的最优解为修正后的变轨方案,可消除摄动模型误差。算例结果表明,经转换和修正所得有限推力式变轨方案能在实际摄动条件下实现追踪航天器与目标航天器的交会。

电推进在静止轨道空间碎片减缓中的应用

研究了电推进在静止轨道空间碎片减缓中应用的可行性和效果。通过分析电推进中离子推进的技术特点、发展和应用,阐明了用电推进将静止轨道卫星在寿命末期移高到"垃圾轨道"是可行的。提出了电推进采用沿飞行方向的常值推力,以多次双脉冲变轨方式工作的方案,并通过仿真计算,得出了该方案中推力大小、工作时间、特征速度、燃料消耗量等参数的确定方法和量化性指标,验证了电推进应用在空间碎片减缓中的作用和效果。探讨了电推进以脉冲方式工作的工程实现方案。

基于SQP算法的地火最优转移轨道研究

本文对地球到火星的双脉冲变轨优化问题进行了研究。首先通过求解高斯问题和开普勒方程，建立了优化模型，并针对ESA的数据采用SQP方法（序列二次规划）对该问题进行了优化，并把最终的优化结果与ESA的结果比较，找到了比ESA更优的解，然后运用SQP算法求解了以201O年到2016年之问为发射窗口的地火最优转移轨道，并用NSGA—Ⅱ（非劣分层遗传算法）算法对结果进行验证，最后对实验结果进行了分析与展望。

GEO卫星寿命末期离轨控制策略

根据机构间空间碎片协调委员会(IADC)1997年的建议,提出了一种采用多次两脉冲霍曼变轨对寿命末期地球同步轨道(GEO)卫星实施离轨控制的策略。分析了剩余燃料充足时变轨中燃料消耗的计算,以及剩余燃料不足时应采用一次两脉冲霍曼变轨使卫星尽可能离开GEO的对策。仿真结果表明,该离轨控制策略可行。

能量最优与燃料最优Lambert交会问题

Lambert双脉冲交会问题是航天工程中轨道转移和在轨交会等领域的重要问题,而能量最优和燃料最优Lambert交会问题是针对典型应用背景和工程需求衍生的一类Lambert优化问题。针对能量最优与燃料最优Lambert双脉冲交会问题提出一种基于矢量形式的解析计算方法,给出能量最优和燃料最优Lambert交会问题的矢量形式解析解,同时对2种最优交会问题求解的性质与特点进行了分析对比。仿真结果验证了计算的正确性及燃料最优轨道相比能量最优轨道燃料消耗较少的事实。