基于伪谱同伦算法的编队飞行任务设计研究

针对编队飞行中多个从星飞行任务设计问题,研究了用伪谱同伦算法对其进行优化的方法,以获得小推力时的最省燃料转移轨道。将无推力的转移轨道作为初始轨道,用伪谱法对其进行优化,使其转移轨道能量最优,所得轨道可作为初值,解决了同伦算法对初值敏感的问题。再用同伦算法进行优化,降低了间接法求解最优控制问题的难度,得到最省燃料轨道,解决了求解Bang-Bang控制产生的不光滑性。对运行于高度400km近地圆轨道上3颗完全相同的从星算例进行了求解,构建轨道跟飞/领飞构型的最省燃料轨道。结果表明:伪谱同伦算法能较大幅度节省燃料,对求解编队飞行从星转移轨道设计可行且有效。     

太阳帆航天器三维人工平动点变化特性研究

本文研究了太阳帆航天器在光压因子、锥角和钟角共同作用下的三维人工平动点的变化特性。在光压因子较小的时候，五个平动点会拓展成五个不相连的“人工”平动点面。随着光压因子增大，平动点面SL 3 ，SL 4 和SL5将逐渐扩大并互相融合，最终延展至SL 1 与之融合。而平动点面SL2则始终保持独立的球面，只随着光压因子的增大而扩大但不与其它平动点面发生融合。平动点位置的改变，意味着对应的周期轨道也随之改变，这为平动点周期轨道的转移等任务提供了有效参考。