星座燃料補給問題的軌道優(yōu)化方法研究.pdf

1、基于伴飛模式的星座燃料補給設想突破了傳統(tǒng)的基于交會對接技術的單一燃料補給模式，給未來空間在軌燃料補給提供了新的思路。然而，對于異面星座的燃料補給任務，面臨著機動耗能高、任務規(guī)劃難等一系列技術難題，本文旨在解決基于伴飛模式的異面星座燃料補給過程中補給軌道的設計與優(yōu)化以及補給任務的規(guī)劃問題，主要研究工作如下：
　　1.確定補給星大范圍機動的逼近策略：推導出一般意義下非共面圓軌道之間的最優(yōu)雙共切線轉(zhuǎn)移軌道，通過對兩種常用逼近策略的定量對

2、比，確定出補給星的最優(yōu)逼近策略。
　　2.設計了對異面星座進行燃料補給的補給星軌道：在確定出補給星最優(yōu)的逼近策略后，本文設計了補給星在補給任務過程中的軌道。
　　3.建立異面星座燃料補給順序的數(shù)學模型：用最小速度增量指標代替最優(yōu)的燃料消耗。通過對補給星在任務過程中必要的機動所需要的速度增量進行分析，將整個任務過程所需要的總的速度增量用異面變軌所需要的速度增量近似代替，把每個軌道面看作平面內(nèi)的一個點，兩點之間連線的權值為兩軌道

3、變換所需要的速度增量，可以得到一個賦權完備圖，在圖中求出一條最小權值的哈密頓圈，即求解旅行商問題，可以得到最優(yōu)的補給順序。
　　4.解決了單顆補給星補給能力有限的問題：提出了對異面星座的多補給星補給策略。文中將多顆補給星的任務規(guī)劃問題歸結為多旅行商問題，幷給出了三個性能指標。
　　5.建立了補給星燃料利用率的優(yōu)化模型：利用帶約束的遺傳算法對補給星機動過程中消耗的燃料質(zhì)量以及每次轉(zhuǎn)移給工作星的燃料質(zhì)量進行優(yōu)化求解，得到了最優(yōu)的