空間多目標(biāo)交會軌道設(shè)計與優(yōu)化方法

第1章 緒論 1
1.1 研究背景2
1.2 研究現(xiàn)狀5
1.2.1 交會軌跡規(guī)劃5
1.2.2 多星交會任務(wù)規(guī)劃8
參考文獻(xiàn)11
第2章 基礎(chǔ)模型與算法 16
2.1 時間系統(tǒng)與坐標(biāo)系17
2.1.1 時間系統(tǒng)17
2.1.2 坐標(biāo)系19
2.2 攝動交會動力學(xué)模型21
2.2.1 地心系攝動動力學(xué)方程21
2.2.2 多引力體真實星歷模型23
2.2.3 C-W 線性相對動力學(xué)方程23
2.2.4 極坐標(biāo)系相對動力學(xué)方程24
2.2.5 軌道要素差分相對動力學(xué)方程26
2.2.6 Lambert交會動力學(xué)模型30
2.3 規(guī)劃問題基本概念與模型31
2.3.1 一般規(guī)劃問題31
2.3.2 組合優(yōu)化問題32
2.4 多目標(biāo)交會軌道設(shè)計與優(yōu)化問題分析與建模36
2.4.1 問題類型36
2.4.2 模型框架分析37
2.4.3 各層問題模型38
2.4.4 問題建模流程41
2.5 規(guī)劃算法42
2.5.1 蟻群算法42
2.5.2 遺傳算法46
2.5.3 差分進(jìn)化算法51
參考文獻(xiàn)57
第3章 攝動交會軌道設(shè)計與分析方法 59
3.1 基于解析攝動的交會速度增量特性分析60
3.2 攝動交會最優(yōu)速度增量變化規(guī)律分析64
3.3 基于機器學(xué)習(xí)的攝動交會最優(yōu)速度增量估計方法67
3.3.1 估計流程68
3.3.2 數(shù)據(jù)集生成方法69
3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與訓(xùn)練方法70
3.3.4 算例72
3.4 機動受限的攝動交會機動規(guī)劃方法83
3.4.1 典型攝動交會任務(wù)83
3.4.2 建模分析與求解分析85
3.4.3 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引機動規(guī)劃86
3.4.4 目標(biāo)調(diào)相機動規(guī)劃94
參考文獻(xiàn)106
第4章 多星補給任務(wù)軌道設(shè)計與優(yōu)化 108
4.1 多航天器交會服務(wù)與補給問題109
4.1.1 多航天器交會服務(wù)任務(wù)109
4.1.2 星座補給重構(gòu)任務(wù)110
4.1.3 多航天器合作加注任務(wù)112
4.1.4 建模分析與求解分析116
4.2 多航天器交會服務(wù)編排117
4.2.1 編排問題模型117
4.2.2 分層-混合式求解策略118
4.2.3 算例119
4.3 星座補給重構(gòu)編排123
4.3.1 編排問題模型123
4.3.2 分層-混合式求解策略124
4.3.3 算例125
4.4 多航天器合作加注編排134
4.4.1 編排問題模型135
4.4.2 分層-混合式求解策略136
4.4.3 算例138
參考文獻(xiàn)143
第5章 多空間碎片清除任務(wù)軌道設(shè)計與優(yōu)化 144
5.1 規(guī)劃問題與模型145
5.1.1 “一對多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃模型146
5.1.2 “多對多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃模型147
5.2 “一對多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃方法149
5.2.1 問題特性與求解思路分析149
5.2.2 “一對多”序列規(guī)劃蟻群算法152
5.2.3 分步規(guī)劃流程159
5.2.4 算例159
5.3 “多對多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃方法170
5.3.1 問題特性與求解思路分析170
5.3.2 “多對多”序列規(guī)劃蟻群算法171
5.3.3 “多對多”碎片清除任務(wù)總體規(guī)劃方法177
5.3.4 算例179
參考文獻(xiàn)185
第6章 含引力輔助的多星交會軌道設(shè)計與優(yōu)化 187
6.1 引力輔助優(yōu)化模型188
6.1.1 引力輔助機動分析模型188
6.1.2 引力輔助機動設(shè)計優(yōu)化模型189
6.2 多小行星順訪的引力輔助序列規(guī)劃方法191
6.2.1 規(guī)劃模型192
6.2.2 算例192
6.3 高精度多引力輔助軌跡規(guī)劃方法196
6.3.1 B平面制導(dǎo)196
6.3.2 高精度引力輔助模型198
6.3.3 高精度多引力輔助軌跡規(guī)劃199
6.3.4 算例202
參考文獻(xiàn)205