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题名小推力航天器逃离太阳系的引力辅助轨迹设计
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作者
范子琛
成飞
李文龙
霍明英
齐乃明
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机构
哈尔滨工业大学航天学院
上海卫星工程研究所
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1032-1039,共8页
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基金
上海航天技术研究院创新基金(SAST2022046)
中国博士后科学基金(2023M740911)
黑龙江省博士后基金(LBH-Z23139)。
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文摘
针对太阳系边界探测,利用形函数轨迹优化算法快速生成连续小推力航天器引力辅助逃离太阳系的三维轨迹,实现在有限燃料条件下的超远距离探测。通过对比有无引力辅助设计的仿真结果,证明了引力辅助技术在逃离太阳系过程中的有效性。仿真结果表明,基于贝塞尔形函数方法的连续小推力轨迹优化算法可以高效地设计出引力辅助逃离太阳系的合理三维初始轨迹,对于初始探测任务的快速设计和分析具有重要意义。
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关键词
引力辅助
小推力轨迹设计
逃离太阳系
贝塞尔形函数法
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Keywords
Gravity assist
Low-thrust trajectory design
Escape from the Solar System
Bezier shape-based method
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分类号
V476.4
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名基于傅里叶级数的小推力多引力辅助轨迹快速设计
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作者
付亮勇
陈守磊
陆栋宁
刘一武
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机构
北京控制工程研究所
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出处
《中国空间科学技术(中英文)》
2025年第4期131-143,共13页
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基金
国家自然科学基金(62394354)。
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文摘
针对传统间接法与直接法难以高效地设计连续小推力航天器在引力辅助机动下与目标天体交会的复杂行星际任务轨迹的问题,研究了一种利用有限傅里叶级数对位置状态逼近的快速优化设计方法。该方法在解析满足边界条件下,以燃料最优为性能指标,将轨迹优化设计问题转化为一个满足系统推力约束和引力辅助约束的低计算量非线性规划问题,极大地提高了求解效率;并提出了飞行轨迹圈数可行区间估计策略来解决形状法的最优性受飞行轨迹圈数影响,而当前飞行轨迹圈数依赖经验试凑的缺陷;同时提出了一种整体迭代优化和分段优化策略来解决形状法对多引力辅助机动下的复杂小推力轨迹难以准确逼近,最优性下降的问题。通过对比有无引力辅助交会轨迹设计和单、多次引力辅助交会轨迹设计的仿真结果,证明了该方法及相应策略的可行性和高效性;在不依赖任何先验信息下,该方法可以在数秒内设计出合理的三维小推力交会轨迹,以及在数十秒内设计出合理的三维小推力单、多次引力辅助交会轨迹。
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关键词
小推力轨迹设计
引力辅助
有限傅里叶级数
形状法
燃料最优
非线性规划
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Keywords
low-thrust trajectory design
gravity assist
finite Fourier series
shape-based
fuel optimal
nonlinear programming
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分类号
V412.4
[航空宇航科学技术]
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