大橢圓軌道轉(zhuǎn)移過程中自主軌道修正方法研究.pdf

1、大范圍軌道轉(zhuǎn)移是未來采用動(dòng)能武器打擊敵方高軌航天器等航天任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，受軌道攝動(dòng)及初始入軌誤差等因素的影響，航天器在大橢圓轉(zhuǎn)移過程中相對其標(biāo)稱軌道將發(fā)生漂移，導(dǎo)致遠(yuǎn)地點(diǎn)入軌性能降低甚至不能滿足任務(wù)要求，因此必須實(shí)施相應(yīng)的中途軌道修正控制使其滿足任務(wù)要求。本論文針對遠(yuǎn)地點(diǎn)入軌高精度需求，研究大橢圓軌道轉(zhuǎn)移中途修正控制問題，取得如下創(chuàng)新研究成果：
　　提出了一種基于Lambert問題的終端控制法。該方法根據(jù)航天器當(dāng)前狀態(tài)，以轉(zhuǎn)移

2、終端標(biāo)稱狀態(tài)為控制目標(biāo)，采用Lambert算法重新規(guī)劃轉(zhuǎn)移軌道，并施加合適控制使其進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道。建立了中途一次修正控制的優(yōu)化模型，給出了燃料—終端誤差最優(yōu)的中途修正時(shí)間優(yōu)化算法，設(shè)計(jì)了一種修正預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道終端的控制方法，并基于模式搜索法對變軌脈沖進(jìn)行修正。對該方法進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真，結(jié)果表明該算法具有較高控制精度。
　　提出了一種基于標(biāo)稱軌道的軌道修正策略。該方法以標(biāo)稱轉(zhuǎn)移軌道為控制目標(biāo)，根據(jù)航天器當(dāng)前狀態(tài)，利用與運(yùn)行于標(biāo)稱轉(zhuǎn)移軌道上虛

3、擬航天器的相對位置和相對速度信息作為控制輸入，設(shè)計(jì)基于偽控制的修正時(shí)間—燃料最優(yōu)控制律，完成整個(gè)轉(zhuǎn)移過程的自主軌道修正。通過理論分析了該算法的穩(wěn)定性，并通過數(shù)學(xué)仿真驗(yàn)證了該算法的可行性和有效性。與終點(diǎn)控制法相比，該方法無需在軌規(guī)劃轉(zhuǎn)移軌道，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度轉(zhuǎn)移控制，但燃料消耗較大。
　　最后，分析了推力器推力大小和方向偏差對軌道控制精度的影響，設(shè)計(jì)了推力器在軌標(biāo)定算法，給出了一種自主軌道修正算法，數(shù)學(xué)仿真分析了在入軌時(shí)間、入軌位置等