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从地球到日-火系平动点轨道的转移
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:宇航学报
  • 时间:2013.6.30
  • 页码:763-772
  • 分类:V412[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]南京大学天文与空间科学学院,南京210093
  • 相关基金:国家自然科学基金(11078001); 国家“863”高新技术项目(2012AA121602)
  • 相关项目:空间流形动力学理论及其在深空探测中的应用
作者: 雷汉伦|徐波|
中文摘要:

平动点轨道特殊的空间位置及动力学特征,使其在深空探测中具有重要的应用。以日-火系平动点轨道(Lissajous与Halo轨道)任务为目标,结合平动点轨道的不变流形理论,研究了小推力转移问题。首先给出了圆型限制性三体动力学模型下平动点附近不变流形(稳定和不稳定流形)高阶分析解以及相应的计算实例。接着以流形分析解为基础,建立了初始小推力轨道优化模型,并利用改进的协作进化算法求解初始小推力轨道。最后将初始轨道离散,采用多点打靶法将最优控制问题转化为参数优化问题,并用序列二次规划方法(SQP)求解。仿真结果证明轨道设计方法的有效性。

英文摘要:

Libration point orbits have played an important role in deep space exploration due to their special geometry configuration and dynamical characteristics in the solar system.In this paper,the problem of low-thrust transfer to libration point orbits of Sun-Mars system is investigated in combination with the invariant manifold theory of libration point orbits.Firstly,the high-order solutions of invariant manifolds(i.e.stable and unstable manifold),of the restricted three-body problem are introduced,and some computational examples are given.On the basis of analytical solution of invariant manifold,the optimization problem of initial low-thrust transfer is established and solved by using an improved cooperative evolutionary algorithm(ICEA).Then the initial trajectories are discretized,and the optimal control problem is directly converted into the parameter optimization problem by means of multiple shooting scheme.The parameter optimization problem is solved by using the Sequential Quadratic Programming(SQP) algorithm.Lissajous orbit and Halo orbit with suitable amplitude around the L1 point in the Sun-Mars system are selected as target orbits.The simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed orbit design method.

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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