申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2020-09-24

公开（公告）日：2022-08-19

公开（公告）号：CN112084581B

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F30/20;G06F111/04;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.08.19#授权;2021.01.01#实质审查的生效;2020.12.15#公开

摘要：本发明公开了一种小推力摄动交会轨迹优化方法及系统，包括：给定航天器和目标在起始和交会时刻的轨道根数，计算四脉冲速度增量；假设小推力开关策略为开‑关‑开，估算出小推力的两个开机时长；根据两个小推力开机时长，将小推力中点时刻作为等效脉冲时刻，重新计算新的四脉冲速度增量；直到前后两次计算的脉冲增量大小变化小于预设值，则输出小推力开机时长；将估计出的小推力开机时长作为约束输入间接法优化模型中求解，得到最优控制率和转移轨迹以及质量变化量；计算最优控制率对应速度增量与脉冲速度增量的增量百分比δ，如果δ大于阈值，则重新对步骤5进行求解，如果δ小于阈值，输出最优控制率和转移轨迹。

主权项：1.一种航天器小推力摄动交会轨迹优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：给定航天器和目标在起始时刻t0和交会时刻的轨道根数，在交会时刻为tf、轨道转移时长为Δt，计算出四脉冲速度增量Δv1,Δv2,Δv3,Δv4，其中前两个脉冲在第一圈、后两个脉冲在最后一圈，将第一圈脉冲增量记为Δv0，最后一圈脉冲增量记为Δvf，Δv0＝Δv1+Δv2Δvf＝Δv3+Δv4步骤2：假设小推力开关策略为开-关-开，小推力开关策略的第一个开机对应的脉冲速度增量为Δv0，第二个开机对应的脉冲速度增量为Δvf，根据航天器质量和推力，估算出小推力的两个等效开机时长分别为 其中k为将脉冲展开为小推力时机动效果的弧段损失系数；F为航天器推力，m为航天器质量；步骤3：根据所估算的两个等效小推力开机时长，将小推力中点时刻作为等效脉冲时刻，则小推力中点时刻为和等效转移时长为返回步骤1重新计算新的四脉冲速度增量得到第一圈的脉冲增量Δv0'和最后一圈的脉冲增量Δvf'；步骤4：重复步骤1、2、3，直到前后两次计算的脉冲速度增量大小变化小于预设值ε，|Δv0'+Δvf'-Δv0+Δvf|＜ε，输出对应的小推力等效开机时长；此时得到的Δv0'+Δvf'即为估计出的小推力交会所需的脉冲速度增量，与该Δv0'+Δvf'相对应的Δt1和Δt2为估计出的小推力等效开机时长；步骤5：将估计出的小推力等效开机时长作为约束输入间接法小推力交会轨迹的优化模型中进行求解，得到最优控制率和飞行器转移过程中的转移轨迹以及质量变化量；步骤6：根据飞行器转移过程中的所述质量变化量，计算最优轨迹对应速度增量Δvopt与步骤4中的脉冲速度增量的增量百分比δ， 如果δ大于预设的阈值，则重新对步骤5进行求解，如果δ小于预设的阈值，则输出最优控制率和转移轨迹，其中Isp为发动机比冲，g为重力加速度，m0为航天器初始时刻质量，mf为航天器交会时刻质量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 一种航天器小推力摄动交会轨迹优化方法及系统

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