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结合行星借力飞行技术的小推力转移轨道初始设计
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:宇航学报
  • 时间:0
  • 页码:29-38
  • 分类:V41[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京理工大学深空探测技术研究所,北京100081
  • 相关基金:国家自然科学基金(10832004); 高等学校博士学科点专项科研基金(20091101120003); 北京理工大学基础研究基金(20090142012)
  • 相关项目:深空探测中若干非线性动力学与控制问题
中文摘要:

针对结合行星借力和小推力技术的行星际转移轨道设计问题,提出一种基于形状逼近策略的初始设计方法。采用改进的逆六次多项式策略计算小推力弧段,通过引入B平面参数和推进器开关点时间系数实现行星借力和推滑混合轨道的拼接,将初始设计问题转化为求解混合整数非线性规划问题。为降低规划模型求解难度,通过参数变换对模型进行简化处理,并采用具有全局大范围搜索能力的改进微分进化算法求解最优设计参数。数值结果表明:相比正弦指数曲线设计方法,本文方法可以有效对交会型转移轨道进行设计,并且可以提供更少燃料消耗的探测机会。

英文摘要:

A method for designing interplanetary low-thrust trajectory with planetary swing-bys is proposed based on shape-based theory.In this method,the modified inverse polynomial is used to approximately calculate low-thrust arcs.The B-plane parameters and switching time parameters are introduced to achieve the patch of planetary swing-bys and thrust-coast hybrid trajectories.The preliminary design problem can be transformed into solving a mixed-integer nonlinear programming problem(MINLP).In order to obtain optimal design parameters,the design model is simplified by parameter transformation,and a modified differential evolution algorithm is used to solve the MINLP.Numerical simulations demonstrate that,compared with the exponential sinusoid method,the proposed approach can be used to design transfer trajectories for rendezvous missions,and also to realize exploration opportunities with less fuel.

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期刊信息
  • 《宇航学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国宇航学会
  • 主编:杜善义
  • 地址:北京市海淀区阜成路8号主楼306
  • 邮编:100048
  • 邮箱:yhxb@vip.163.com
  • 电话:010-68768614 68767316
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1328
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2053/V
  • 邮发代号:2-167
  • 获奖情况:
  • 2006、2011年百种中国杰出学术期刊,2007年中国科协精品科技期刊工程,2006-2008年中国科技期刊优秀学术论文奖,2011年《中国精品科技期刊》称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17670