本文關(guān)鍵詞：深空探測(cè)任務(wù)小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：小推力推進(jìn)系統(tǒng)已成為21世紀(jì)深空探測(cè)領(lǐng)域的一種關(guān)鍵技術(shù)，其具有比沖高、質(zhì)量低、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，能大大減少探測(cè)任務(wù)尤其是較遠(yuǎn)行星探測(cè)任務(wù)的燃料消耗，是未來深空探測(cè)轉(zhuǎn)移軌道主流發(fā)展方向之一，目前多個(gè)國家及航天航空機(jī)構(gòu)已經(jīng)利用小推力推進(jìn)系統(tǒng)完成了多次深空探測(cè)任務(wù)。本文根據(jù)深空探測(cè)轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，在小推力轉(zhuǎn)移軌道初始設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法兩方面進(jìn)行深入的研究。 首先，對(duì)轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)研究需要的一些基礎(chǔ)理論進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，包括天體星歷數(shù)據(jù)的獲得，小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)的極坐標(biāo)下的動(dòng)力學(xué)模型，小推力推進(jìn)器模型，和主要的攝動(dòng)模型等，為后續(xù)的軌道工作奠定理論基礎(chǔ)。 其次，，對(duì)小推力轉(zhuǎn)移軌道的初始設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入研究。首先介紹了FFS近似理論的軌道設(shè)計(jì)原理，并基于FFS近似理論，以火星交會(huì)探測(cè)任務(wù)為例，設(shè)計(jì)小推力轉(zhuǎn)移軌道，并與已有的Shape-Based理論軌道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，為后面進(jìn)一步的轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化工作提供初始軌道參數(shù)。 然后，對(duì)間接打靶法和進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制優(yōu)化算法深入研究，加深對(duì)小推力轉(zhuǎn)移軌道的優(yōu)化方法的研究。并基于兩種優(yōu)化算法對(duì)初始設(shè)計(jì)得到的轉(zhuǎn)移軌道進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，通過結(jié)果的分析，評(píng)價(jià)此種優(yōu)化算法的優(yōu)缺點(diǎn)。 最后，基于本文所研究的方法，對(duì)水星的探測(cè)任務(wù)轉(zhuǎn)移軌道進(jìn)行初始軌道設(shè)計(jì)，在初始設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化分析，設(shè)計(jì)出可行的探測(cè)任務(wù)軌道，給出探測(cè)轉(zhuǎn)移軌道的最佳方案。
【關(guān)鍵詞】：深空探測(cè) 小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì) 有限傅里葉級(jí)數(shù) 間接打靶法 進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：V412.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題背景及意義8-9
• 1.1.1 課題背景8
• 1.1.2 研究的目的和意義8-9
• 1.2 深空探測(cè)歷史發(fā)展概況9-14
• 1.2.1 國內(nèi)外深空探測(cè)任務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 深空探測(cè)任務(wù)發(fā)射機(jī)會(huì)搜索方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 基于FFS理論的小推力轉(zhuǎn)移軌道初始設(shè)計(jì)15-33
• 2.1 引言15
• 2.2 星歷的獲取15-16
• 2.2.1 格里歷—儒略歷的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換15-16
• 2.2.2 JPL星歷數(shù)據(jù)16
• 2.3 小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)16-20
• 2.3.1 極坐標(biāo)下的運(yùn)動(dòng)方程16-17
• 2.3.2 小推力探測(cè)器推力模型17
• 2.3.3 軌道攝動(dòng)模型17-18
• 2.3.4 單位歸一化處理18
• 2.3.5 笛卡爾坐標(biāo)系下的小推力轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化模型18-20
• 2.4 基于FFS理論的小推力轉(zhuǎn)移軌道初始設(shè)計(jì)20-32
• 2.4.1 FFS理論20-23
• 2.4.2 交會(huì)任務(wù)軌道初始設(shè)計(jì)流程23-24
• 2.4.3 FFS近似表達(dá)式系數(shù)的計(jì)算24-29
• 2.4.4 軌道搜索指標(biāo)函數(shù)29-30
• 2.4.5 火星交會(huì)任務(wù)小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 小推力轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化方法研究33-51
• 3.1 引言33
• 3.2 基于間接打靶法的優(yōu)化方法研究33-40
• 3.2.1 理論背景33-34
• 3.2.2 優(yōu)化理論34-40
• 3.3 基于進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制優(yōu)化方法研究40-48
• 3.3.1 理論背景40
• 3.3.2 優(yōu)化理論40-48
• 3.4 仿真算例分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 水星探測(cè)任務(wù)小推力轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化51-56
• 4.1 引言51
• 4.2 水星的基本參數(shù)51
• 4.3 水星交會(huì)任務(wù)的小推力轉(zhuǎn)移軌道方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化51-55
• 4.3.1 軌道初始設(shè)計(jì)51-52
• 4.3.2 軌道優(yōu)化52-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果63-65
• 致謝65

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：255440