脈沖和電推進(jìn)下的地球靜止衛(wèi)星位置保持和軌道轉(zhuǎn)移策略研究.pdf

1、地球靜止衛(wèi)星的軌道位置已經(jīng)成為一種越來越稀缺的資源，然而衛(wèi)星用戶的需求依然持續(xù)增長，傳統(tǒng)的位置保持策略一定程度上造成了軌道位置資源的浪費，同時電推進(jìn)技術(shù)的成熟和在地球靜止衛(wèi)星上的應(yīng)用也對新的控制策略提出了需求。針對上述問題，本文系統(tǒng)地研究了地球靜止衛(wèi)星的位?？刂茊栴}，建立了更優(yōu)的脈沖位保策略和新的電推進(jìn)控制策略。
　　研究建立了地球靜止衛(wèi)星平根外推動力學(xué)模型和瞬平轉(zhuǎn)換方法?；趧恿W(xué)分析，對地球靜止衛(wèi)星的攝動方程進(jìn)行了周期項分離，

2、建立了保留長期項和長周期項的平根外推模型，在短周期項的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了靜止衛(wèi)星瞬平根數(shù)轉(zhuǎn)換方程。模型和方法可以實現(xiàn)高效高精度平根外推和精確可逆的瞬平轉(zhuǎn)換，其中半長軸瞬平轉(zhuǎn)換的精度在10米左右，遠(yuǎn)高于國內(nèi)目前常用的轉(zhuǎn)換方法，這為更精準(zhǔn)地進(jìn)行控制規(guī)劃打下了基礎(chǔ)。
　　研究提出了新的地球靜止衛(wèi)星脈沖東西位?？刂朴嬎惴椒?，并給出了靜止衛(wèi)星長期位保控制策略。在考慮全攝動的條件下，地球靜止衛(wèi)星東西位?？刂屏渴请y以精確且高效求解的，論文在現(xiàn)有控制計

3、算方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合動力學(xué)分析得到的攝動長期項和長周期項，設(shè)計和實現(xiàn)了新的控制計算方法。相比于當(dāng)前的位?？刂朴嬎惴椒?，本文的方法能夠得到更精確穩(wěn)定的漂移環(huán)。
　　研究了電推進(jìn)條件下的地球靜止衛(wèi)星位保控制問題。給出了解析形式的地球靜止衛(wèi)星連續(xù)小推力作用方程，根據(jù)電推進(jìn)位?？刂频目刂骑嫈?shù)多、參數(shù)變化區(qū)間小的特點，將本文建立的平根外推模型進(jìn)一步擬平均化，得到計算效率更高的線性時變模型。設(shè)計了地球靜止衛(wèi)星電推進(jìn)位保的控制策略，給出了對應(yīng)的

4、控制序列優(yōu)化求解模型，基于無控條件下模型的預(yù)報和軌道要素的控制約束，用序列二次規(guī)劃方法對控制量和控制時間進(jìn)行最優(yōu)化求解。
　　研究了電推進(jìn)平臺地球同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化問題。在動力學(xué)模型中考慮了地球J2項攝動，基于極大值原理本文推導(dǎo)了最優(yōu)變軌控制律以及最優(yōu)軌道轉(zhuǎn)移的一階必要性邊界條件，采用了推力幅值延拓技術(shù)和牛頓下山法對最優(yōu)控制兩點邊值問題求解。仿真算例表明本文方法的有效性，相對已有結(jié)果性能指標(biāo)可以提升5％左右。
　　綜上，針