本文關(guān)鍵詞：電推進(jìn)技術(shù)在GEO衛(wèi)星軌道控制中的應(yīng)用研究

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【摘要】：在衛(wèi)星的軌道控制中,相比傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)控制,電推進(jìn)技術(shù)具有比沖高、推力大小可精確微調(diào)等優(yōu)勢(shì),在應(yīng)用中可以大幅減少航天器推進(jìn)劑攜帶量,為有效載荷提供更多容量,或直接降低航天器總質(zhì)量,節(jié)約發(fā)射成本。國外不少宇航機(jī)構(gòu)都已將電推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在了航天器軌道控制中,在軌道轉(zhuǎn)移、軌道保持和人工特殊軌道實(shí)現(xiàn)等問題上均有一定進(jìn)展。而相對(duì)來說,我國在電推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用方面還比較落后。本文重點(diǎn)研究了電推進(jìn)在地球同步衛(wèi)星軌道控制中的應(yīng)用,在對(duì)電推進(jìn)技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展情況深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,確定了工程上具有一定難度的長(zhǎng)期在軌衛(wèi)星的位置保持控制和GTO到GEO的軌道轉(zhuǎn)移控制,作為主要研究方向。在電推進(jìn)應(yīng)用于GEO衛(wèi)星位置保持控制的研究中,論文深入分析了位置保持原理與大推力位置保持實(shí)現(xiàn)的成熟控制策略,并利用電推進(jìn)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了用于東西位置保持控制的弧形極限環(huán)控制策略,以及用于南北位置保持的均勻間隔法和均勻分布法控制策略。論文描述了以上控制策略的制定方法并給出了承擔(dān)該種類任務(wù)的推力判據(jù),以上控制方法的提出具有一定的創(chuàng)新性。在電推進(jìn)應(yīng)用于GEO衛(wèi)星軌道轉(zhuǎn)移控制的研究中,文章著重研究了多種條件下的變軌運(yùn)動(dòng)方程,經(jīng)過分析比較,提出了一種特殊的適用于小推力變軌的研究方法,即將電推力作為一種方向可控的軌道攝動(dòng)力,與自然攝動(dòng)聯(lián)合求解進(jìn)行建模,推導(dǎo)出了研究變軌期間運(yùn)動(dòng)規(guī)律的動(dòng)力學(xué)方程;再選擇合適的優(yōu)化算法,最終獲得了該方程的最優(yōu)解。進(jìn)一步地,通過數(shù)值求解和計(jì)算機(jī)仿真,得出了小推力衛(wèi)星變軌期間運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn);在不同衛(wèi)星質(zhì)量、轉(zhuǎn)移軌道參數(shù)下,定量分析了變軌時(shí)間、所需推力、消耗推進(jìn)劑之間的邏輯關(guān)系。最后,單獨(dú)研究了使用化學(xué)推進(jìn)和電推進(jìn)混合完成變軌的方案,得出了不同中間軌道下轉(zhuǎn)移時(shí)間和所用推力的對(duì)應(yīng)關(guān)系等重要結(jié)論。文章最后對(duì)目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用的電推力器進(jìn)行了調(diào)研,并結(jié)合混合變軌方案的研究結(jié)果,對(duì)不同類型的電推力選擇進(jìn)行了比較和分析,得出了電推力器在變軌應(yīng)用中的選型原則。本文的研究為國內(nèi)相關(guān)航天單位應(yīng)用電推技術(shù)進(jìn)行衛(wèi)星軌道控制打下了基礎(chǔ),也對(duì)進(jìn)一步分析電推進(jìn)在深空探測(cè)及其它相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V448.2

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 聶萬勝,莊逢辰;航天器電推進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2003年01期

2 ;全電推進(jìn)衛(wèi)星余震尚存[J];衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò);2013年05期

3 張世良;;第十七屆國際電推進(jìn)會(huì)議簡(jiǎn)介[J];真空與低溫;1985年02期

4 吳漢基;第25屆國際電推進(jìn)會(huì)議召開[J];中國空間科學(xué)技術(shù);1997年06期

5 周以蘊(yùn);美國衛(wèi)星廠商競(jìng)相開發(fā)電推進(jìn)技術(shù)[J];國際太空;1998年08期

6 李云;;國外全電推進(jìn)衛(wèi)星發(fā)展分析[J];國際太空;2014年03期

7 毛根旺,韓先偉,楊涓,何洪慶;電推進(jìn)研究的技術(shù)狀態(tài)和發(fā)展前景[J];推進(jìn)技術(shù);2000年05期

8 一林;電推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用日益廣泛[J];國際太空;2003年05期

9 吳漢基,蔣遠(yuǎn)大,張志遠(yuǎn);電推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J];推進(jìn)技術(shù);2003年05期

10 一林;電推進(jìn)發(fā)展現(xiàn)狀[J];國際太空;2004年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉江;趙宏;;衛(wèi)星電推進(jìn)應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[A];全國第十二屆空間及運(yùn)動(dòng)體控制技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

2 蔣光林;郭秉毅;潘海林;;電推進(jìn)氙氣流量控制機(jī)構(gòu)[A];全國第十二屆空間及運(yùn)動(dòng)體控制技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

3 楊福全;張?zhí)炱?周海燕;耿海;江豪成;周必磊;;離子電推進(jìn)在小行星探測(cè)器上的應(yīng)用研究[A];中國宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（中冊(cè)）[C];2012年

4 陳益峰;秦曉剛;楊生勝;李得天;柳青;湯道坦;史亮;王俊;;電推進(jìn)應(yīng)用誘發(fā)的空間等離子體分布特性研究[A];中國真空學(xué)會(huì)2012學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2012年

5 張?zhí)炱?張雪兒;周昊澄;于文熙;;載人深空探測(cè)使命電推進(jìn)技術(shù)研究[A];中國宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

6 夏廣慶;孫安邦;朱國強(qiáng);朱雨;霍超;;法國電推進(jìn)技術(shù)的研究與發(fā)展[A];第十四屆全國等離子體科學(xué)技術(shù)會(huì)議暨第五屆中國電推進(jìn)技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議摘要集[C];2009年

7 張?zhí)炱?龍建飛;孫明明;;深空探測(cè)使命中電推進(jìn)應(yīng)用綜述[A];中國宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（中冊(cè)）[C];2012年

8 顏則東;張劍鋒;莊建宏;姚日劍;楊生勝;;深空電推進(jìn)羽流診斷技術(shù)研究[A];中國宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（中冊(cè)）[C];2012年

9 黃建國;趙華;任瓊英;易忠;劉國清;孟立飛;張超;劉業(yè)楠;;螺旋波電推進(jìn)火星超低軌道維持技術(shù)研究[A];中國宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2012年

10 顏則東;張劍鋒;柏樹;楊生勝;;電推進(jìn)羽流污染物分析[A];第三屆空間材料及其應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 本報(bào)通訊員 郭兆煒 劉之輝 本報(bào)記者 付毅飛;中國航天大步邁向電推進(jìn)時(shí)代[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

2 索軒;中國航天器將步入電推進(jìn)時(shí)代[N];中國航天報(bào);2014年

3 胡逢超;電推進(jìn)時(shí)代還有多遠(yuǎn)[N];中國航天報(bào);2014年

4 彭維峰 溫正;電推進(jìn):叩開下一代航天器的大門[N];中國航天報(bào);2014年

5 記者 伏潤(rùn)之;航天510所離子電推進(jìn)技術(shù)取得突破性進(jìn)展[N];甘肅日?qǐng)?bào);2014年

6 杭觀榮 上�？臻g推進(jìn)研究所博士;空中運(yùn)輸工具掀起綠色革命[N];文匯報(bào);2014年

7 于長(zhǎng)海;新技術(shù)助推通信衛(wèi)星成長(zhǎng)[N];中國航天報(bào);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王鑫龍;射頻離子微推進(jìn)器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2013年

2 屈會(huì)力;新型磁流體發(fā)電系統(tǒng)法拉第型電推進(jìn)研究[D];東南大學(xué);2016年

3 李爽;電推進(jìn)技術(shù)在GEO衛(wèi)星軌道控制中的應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

4 王婷;電推進(jìn)羽流電磁效應(yīng)分析[D];西安電子科技大學(xué);2015年

5 梁偉;基于同步軌道轉(zhuǎn)移任務(wù)的多模態(tài)電推進(jìn)系統(tǒng)性能分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

6 范周琴;電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)羽流流場(chǎng)DSMC/PIC混合算法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

7 孟穎;表面介質(zhì)阻擋放電及其在電推進(jìn)上的應(yīng)用[D];北京理工大學(xué);2015年

8 屈];基于虛擬儀器技術(shù)的MPT測(cè)量系統(tǒng)[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

9 張強(qiáng);SPT壁面和等離子體換熱的數(shù)學(xué)模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1207332