谭天乐

(1.上海航天控制技术研究所，上海 201109； 2.上海市空间智能控制技术重点实验室，上海 201109)

0 引 言

受燃料补给限制，目前大部分航天器全寿命期间所具有的轨道机动能力有限。对于交会对接、悬停、绕飞等空间相对制导任务，如何实现燃料消耗最优一直是理论和工程上的热点、难点问题。

国内外空间相对轨道机动的轨迹规划方法包括间接法和直接法[1]。直接法把控制变量或状态变量离散和参数化，将最优控制问题转换为非线性规划问题;直接法易收敛，但计算量大，且容易收敛到局部最优解。间接法基于庞特里亚金极小值原理将最优控制问题转化为一个哈密顿边值问题;间接法收敛域小，求解精度较高，但间接法的求解过程同样较为繁琐。

文献[2-3]在离散时间控制系统中，根据动力学系统状态受控变化的规律，设计了时间约束下，基于状态转移的模型预测与反演控制(Model predictive and inversive control，MPIC)制导律。在MPIC制导中，是否可以通过减少推力器的工作脉冲以节省燃料是本文研究的内容。对于有k个控制周期的MPIC制导，将有2k种可能的推力器脉冲工作组合。以目前的算力，采用遍历法在庞大可行解空间进行燃料消耗寻优是难以实现的。因此,考虑采用智能搜索方法。

遗传算法模拟自然界的生物进化过程，根据基因交换、变异的遗传理论以及物竞天择、适者生存的自然选择规律，将优化问题转化成解集中目标适应度函数的评估以及最优解搜索问题，具有并行、高效、全局搜索和鲁棒性强等特点。……