發(fā)布時間：2024-02-27 08:41

　　為進一步提高故障模式下地球靜止軌道衛(wèi)星的位置保持效率,提出一種故障模式下電推力器布局設(shè)計優(yōu)化方案。首先針對電推力器的小推力特性,建立了故障模式下電推力器位置保持模型;然后以電推力器安裝位置、開機赤經(jīng)和開機時長為設(shè)計變量,以位置保持燃料消耗最小為目標,考慮位置保持精度等約束,建立了故障模式下電推力器布局設(shè)計優(yōu)化模型,并通過遺傳算法與序列二次規(guī)劃方法進行求解;最后通過某故障模式下地球靜止軌道衛(wèi)星電推力器布局設(shè)計優(yōu)化實例進行仿真驗證,優(yōu)化結(jié)果表明,基于優(yōu)化布局的位置保持燃料消耗相比于初始布局減少了41.9%,驗證了故障模式下電推力器布局設(shè)計優(yōu)化方案的有效性與工程實用性。 

【文章來源】：無人系統(tǒng)技術(shù). 2020,3(05)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

故障模式下電推力器布局

一個完整的位置保持周期是14天，由1個為期2天的軌道確定周期和6個為期2天的小控制周期組成。其中，在軌道確定周期內(nèi)測定衛(wèi)星當前的軌道根數(shù)，在小控制周期內(nèi)實現(xiàn)衛(wèi)星的GEO定點位置保持。在完備模式下，4臺電推力器可以依次在升降交點開機以最大化位置保持效率，并有效實現(xiàn)GEO定點位置保持。但在故障模式下，有2臺電推力器不能正常用于衛(wèi)星位置保持，剩余2臺電推力器依次在升降交點開機不能有效抵消攝動的影響，因此必須找到電推力器合適的開機位置。本研究采用文獻[11]中提出的位置保持控制策略，即在每個小控制周期內(nèi)，電推力器1和4各開機兩次，電推力器1開機赤經(jīng)分別在0°～90°和90°～180°區(qū)間內(nèi)，電推力器4開機赤經(jīng)分別在180°～270°和270°～360°區(qū)間內(nèi)，電推力器開機赤經(jīng)如圖2所示，通過優(yōu)化電推力器的開機赤經(jīng)和開機時長，來實現(xiàn)GEO定點位置保持。電推力器在上述的赤經(jīng)范圍內(nèi)開機，把產(chǎn)生的速度增量代入式（2），可得電推力器開機造成的經(jīng)度漂移率改變量如式（9）所示：

通過優(yōu)化，可以得到電推力器開機赤經(jīng)和速度增量示意圖如圖4所示，經(jīng)度曲線和緯度曲線如圖5和圖6所示，優(yōu)化前后電推力器的安裝位置對比如表3所示，優(yōu)化前后電推力器布局示意圖如圖7所示。圖5 經(jīng)度曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高性能電推進系統(tǒng)的發(fā)展及在GEO衛(wèi)星平臺中的應用[J]. 任亞軍,王小永.  真空與低溫. 2018(01)
[2]基于電推力器進行南北位置保持的一種地球同步軌道注入?yún)?shù)方法[J]. 周亮,韓冬,崔振江,馬雪.  空間控制技術(shù)與應用. 2017(06)
[3]GEO衛(wèi)星電推力器安裝位置優(yōu)化研究[J]. 李強,周志成,袁俊剛,王敏.  航天器工程. 2016(04)
[4]GEO電推進衛(wèi)星軌道漂移策略研究[J]. 趙義平,李峰,經(jīng)姚翔,李大偉.  航天器工程. 2016(04)
[5]全電推進GEO衛(wèi)星平臺發(fā)展研究[J]. 周志成,高軍.  航天器工程. 2015(02)

碩士論文
[1]地球同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計與在軌保持方法研究[D]. 劉宇鑫.北京理工大學 2016



本文編號：3467574