隨著人類對太空探索的逐漸深入,深空探測與小行星探測近些年逐漸成為研究熱點。小推力航天器由于高比沖的特點,在深空探測中應用廣泛,同時由于太空環(huán)境的復雜,且要求推力實時控制,其技術(shù)難點也不言而喻。對于航天器的太空探索任務,最值得關(guān)注的就是如何在燃料有限的情況下設(shè)計最優(yōu)的軌道,探測更多的目標,同時針對未知干擾有很好的魯棒性,保證任務順利完成。因此,本文將結(jié)合目前流行的機器學習方法對以上問題展開分析研究。首先,本文對小推力航天器多目標任務初始目標范圍選擇進行了研究。利用一種基于密度的聚類方法（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN）,對空間小行星目標進行聚類分析,選擇在任務時間段內(nèi)最大聚類中的核點作為探測起始目標點。本文提出一種軌道指示器來簡化地表示出航天器在小行星之間轉(zhuǎn)移的難度,該軌道指示器避免了傳統(tǒng)軌道相位值計算繁瑣的缺點,是一種表示小行星之間轉(zhuǎn)移難度的新的度量方法,然后以此為性能指標對小行星之間的“距離”進行重定義,進而完成聚類分析。其次,本文利用集成學習方法對小推力航天器星際轉(zhuǎn)移燃料質(zhì)量進行快... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

DeepSpaee1遨游太空示憊圖

??ＷＢ??ＷＭ??圖１．?１?Ｄｅｅｐ?Ｓｐａｃｅ?１邀游太空不意圖??１．２．２小推力航天器星際轉(zhuǎn)移燃料質(zhì)量估計??近年來，由于太空垃圾的逐漸增多，人們對于地球周圍的環(huán)境也越來越關(guān)注，??而地球周圍眾多的近地小行星也成為了航天學者們的關(guān)注焦點。近地小行星是指??軌道半長軸與地球軌道接近，且軌道與地球軌道相交的小行星，其存在便會伴隨??著一定撞擊地球的風險。２００２年，一顆直徑約為１０?ｍ的天體撞擊了地球，這次??撞擊發(fā)生在地中海區(qū)域，該天體在大氣層中引爆燃燒，其釋放出的能量大約相當??＇?于２．６萬噸三硝基甲苯（黃色炸藥），與一個中型核武器相當。當時印度與巴基斯??坦正處于核戰(zhàn)邊緣，如果該小行星撞擊在該區(qū)域后果將是災難性的。由于其具有??的特殊的危險性和數(shù)目巨大的特點，學者們對近地小行星的研宄從未停止。??Ｂｏｔｔｋｅ等［１６］對近地小行星的體積、形狀以及空間運行情況做了詳細的研宄；美國??國家航空航天局（Ｎａｔｉｏｎａｌ?Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ?ａｎｄ?Ｓｐａｃｅ?Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ

?ｗ／?：－??圖１．?２?ＮＡＳＡ近地小行星偵察任務太陽帆航天器示意圖??因此，本文提出一種基于集成學習模型的估計器，用于在不求解精確轉(zhuǎn)移軌??道的前提下，僅根據(jù)起始目標與轉(zhuǎn)移目標軌道信息即可快速估計航天器在地球附??近小行星之間轉(zhuǎn)移所消耗的質(zhì)量，從而為在軌道設(shè)計初期判斷一條軌道設(shè)計的合??理性提供幫助。??１．２．３連續(xù)時間系統(tǒng)實時最優(yōu)控制??近年來，由于神經(jīng)網(wǎng)絡的迅速發(fā)展，其功能也逐漸從圖像、語音識別發(fā)展到??越來越廣闊的領(lǐng)域。通過ＡＩ技術(shù)解決運動中的控制問題也得到了越來越多的關(guān)??注。Ｚｈａｎｇ等［２（）］通過強化學習算法對無人機軌跡進行實時控制，由于無法得到無??人機所有狀態(tài)量，故文章采用了一種引導策略搜索的方法通過深度學習與模型預??測控制結(jié)合的方式對無人機避障進行了控制，達到了預期效果？，Ｌｉ等［２１］通過將??傳統(tǒng)ＰＩＤ控制器與深度神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的結(jié)構(gòu)對四旋翼飛行器進行了飛行軌跡??優(yōu)化

【參考文獻】：
期刊論文
[1]連續(xù)小推力航天器的深空探測軌道優(yōu)化方法綜述[J]. 李俊峰,蔣方華.  力學與實踐. 2011(03)
[2]小推力深空探測軌道全局優(yōu)化設(shè)計[J]. 黃國強,南英,陸宇平.  航空學報. 2010(07)



本文編號：3075609