基于脉冲优化控制的轨道转移修正
2014-12-25黄远灿陈冬方
飞行力学 2014年5期
黄远灿,陈冬方
(北京理工大学机电学院,北京100081)
0 引言
在空间飞行器轨道转移任务中,飞行器受到导航误差、轨道摄动、推力误差、入轨状态误差等各种误差因素的影响,将会偏离设计轨道,无法准确地按照设定的轨道达到目标位置。尤其在远距离转移时,必须在轨道转移机动过程中进行中途多次修正,从而使飞行器准确到达目标范围。为了防止飞行器最终轨迹偏离目标点太大,在飞行过程中要求实际轨迹逼近目标轨迹,但因飞行器携带燃料质量有限(即轨道机动能力有限),所以轨道修正需要结合燃料和状态误差问题,进行综合优化控制。
针对轨道转移或拦截的优化控制问题,一些国内外学者已进行了相关研究[1-7]。所应用的优化方法一般根据飞行器推进方式进行设计。一种为大推力脉冲控制,另一种为有限推力或小推力的连续型推进方式。文献[1]中设计了一种受限的二次型优化脉冲控制,其方法主要以最小能量的指标优化控制轨道交会。文献[2]将优化能量的脉冲控制用于轨道拦截中。针对固定时间的轨道中段拦截问题,文献[3]设计了一种连续的二次型调节器优化控制。针对深空轨道小推力优化设计,文献[6]给出了基于伪光谱方法的有限推力轨道转移优化设计。上述文献优化控制指标主要是针对能量最小化,但未对轨迹误差指标进行优化。如果在飞行任务中,对飞行轨道进行适当的修正,最终能减小飞行器与终端目标的偏差。……
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