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初值约束与两点边值约束轨道动力学方程的快速数值计算方法
被引量：
6
1
作者
张哲
代洪华
+2 位作者
冯浩阳
汪雪川
岳晓奎
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期503-516,共14页
轨道动力学快速计算是航天工程中的基础问题,广泛存在于轨道设计、空间抓捕以及深空探测等任务中.基于有限差分原理的经典数值积分算法,由于精度严重依赖小积分步长,难以满足航天器在轨快速计算需求.针对该问题,提出一种局部配点反馈迭...
轨道动力学快速计算是航天工程中的基础问题,广泛存在于轨道设计、空间抓捕以及深空探测等任务中.基于有限差分原理的经典数值积分算法,由于精度严重依赖小积分步长,难以满足航天器在轨快速计算需求.针对该问题,提出一种局部配点反馈迭代算法,该算法能高效解算受到初值约束和两点边值约束的轨道动力学方程.基于Picard迭代公式建立数值算法以避免计算雅可比矩阵,引入误差反馈以加快迭代收敛速度.通过时域配点法消除迭代公式推导中的复杂符号运算,使迭代公式更为简洁.结合拟线性化法及叠加法,算法能对两点边值约束下的Lambert问题实现高效解算.基于ph网格细化法建立计算参数自适应调节算法,能进一步增强局部配点反馈迭代法的大步长计算优势.通过求解二体动力学模型下的递推轨道,摄动Lambert问题以及限制性三体动力学模型下的转移轨道验证了算法有效性.仿真结果表明,在相同计算精度下,局部配点反馈迭代算法计算速度比拟线性化-局部变分迭代法提高1.5倍以上,引入变参数方案能够进一步将算法计算速度提高6倍以上.
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关键词
轨道动力学
数值方法
迭代法
变参数计算
初值问题
两点边值问题
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职称材料
题名
初值约束与两点边值约束轨道动力学方程的快速数值计算方法
被引量：
6
1
作者
张哲
代洪华
冯浩阳
汪雪川
岳晓奎
机构
西北工业大学航天学院
航天飞行动力学技术国家级重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期503-516,共14页
基金
国家自然科学基金(12072270,U2013206)
科技部重点研发计划(2021YFA0717100)资助项目。
文摘
轨道动力学快速计算是航天工程中的基础问题,广泛存在于轨道设计、空间抓捕以及深空探测等任务中.基于有限差分原理的经典数值积分算法,由于精度严重依赖小积分步长,难以满足航天器在轨快速计算需求.针对该问题,提出一种局部配点反馈迭代算法,该算法能高效解算受到初值约束和两点边值约束的轨道动力学方程.基于Picard迭代公式建立数值算法以避免计算雅可比矩阵,引入误差反馈以加快迭代收敛速度.通过时域配点法消除迭代公式推导中的复杂符号运算,使迭代公式更为简洁.结合拟线性化法及叠加法,算法能对两点边值约束下的Lambert问题实现高效解算.基于ph网格细化法建立计算参数自适应调节算法,能进一步增强局部配点反馈迭代法的大步长计算优势.通过求解二体动力学模型下的递推轨道,摄动Lambert问题以及限制性三体动力学模型下的转移轨道验证了算法有效性.仿真结果表明,在相同计算精度下,局部配点反馈迭代算法计算速度比拟线性化-局部变分迭代法提高1.5倍以上,引入变参数方案能够进一步将算法计算速度提高6倍以上.
关键词
轨道动力学
数值方法
迭代法
变参数计算
初值问题
两点边值问题
Keywords
orbit dynamics
numerical methods
iteration method
adaptive method
initial value problem
two-point boundary-value problem
分类号
V412.41 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
初值约束与两点边值约束轨道动力学方程的快速数值计算方法
张哲
代洪华
冯浩阳
汪雪川
岳晓奎
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
6
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