小推力借力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法研究.pdf

1、小推力推進(jìn)系統(tǒng)作為21世紀(jì)深空探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)之一,具有比沖高、控制精度高和質(zhì)量低等優(yōu)點(diǎn),而借力飛行技術(shù)克服了遠(yuǎn)程深空探測(cè)燃料消耗巨大的問(wèn)題,二者相結(jié)合,不但能進(jìn)一步減少燃料的消耗,而且能夠減少小推力探測(cè)任務(wù)時(shí)間,是未來(lái)深空探測(cè)轉(zhuǎn)移軌道發(fā)展方向之一。本文根據(jù)深空探測(cè)轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)的特點(diǎn),針對(duì)結(jié)合借力飛行技術(shù)的小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法進(jìn)行深入研究。
　　首先,對(duì)深空探測(cè)轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化的基礎(chǔ)理論進(jìn)行分析與研究,給出各大行星和小行星

2、星歷的獲取方式,建立小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)的動(dòng)力學(xué)模型和借力飛行的模型,分析各種模型的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。在此基礎(chǔ)上分析動(dòng)力學(xué)模型對(duì)應(yīng)的優(yōu)化模型,為后續(xù)的研究工作奠定了理論基礎(chǔ)。
　　其次,對(duì)小推力借力轉(zhuǎn)移軌道的初始設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入研究。基于Shape-Based理論,分別從正弦指數(shù)函數(shù)逼近和多項(xiàng)式函數(shù)曲線(xiàn)逼近兩種理論進(jìn)行研究,給出兩種小推力借力轉(zhuǎn)移軌道初始設(shè)計(jì)的方法,為轉(zhuǎn)移軌道的優(yōu)化工作奠定基礎(chǔ)。
　　然后,基于SQP優(yōu)化算法對(duì)小