航天器編隊(duì)飛行是一種新的空間運(yùn)行模式,具有成本低、系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已成為空間分布式任務(wù)研究中的熱點(diǎn),代表著未來(lái)航天發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù),受到了國(guó)內(nèi)外航天領(lǐng)域?qū)W者的廣泛重視。航天器編隊(duì)飛行技術(shù)在動(dòng)力學(xué)、控制與應(yīng)用方面有很多問(wèn)題等待研究,控制方面線性二次型(LQ)最優(yōu)控制問(wèn)題是最優(yōu)控制理論中的經(jīng)典問(wèn)題之一。通過(guò)引入一個(gè)協(xié)態(tài)變量,可以將一個(gè)最優(yōu)控制問(wèn)題簡(jiǎn)化為哈密頓系統(tǒng)狀態(tài)軌跡的計(jì)算,傳統(tǒng)的計(jì)算哈密頓系統(tǒng)軌跡的方法等價(jià)于求解一個(gè)值函數(shù)的哈密頓-雅可比方程。特別地,對(duì)于哈密頓系統(tǒng),由于將有限時(shí)間間隔上的一個(gè)固定邊界條件的最優(yōu)控制問(wèn)題簡(jiǎn)化為一個(gè)常微分方程的兩點(diǎn)邊值問(wèn)題,可以用母函數(shù)求解常微分方程的一個(gè)兩點(diǎn)邊值問(wèn)題來(lái)處理一個(gè)最優(yōu)控制問(wèn)題。如果找到了母函數(shù),就可以得到一系列不同邊界條件下的最優(yōu)軌跡,而傳統(tǒng)的最優(yōu)控制方法只能通過(guò)求解一個(gè)值函數(shù)的哈密頓雅可比方程得到一條軌跡。當(dāng)前在用母函數(shù)方法求解線性的航天器編隊(duì)飛行最優(yōu)控制問(wèn)題只存在數(shù)值求解方法,未找到解析解。本文首先給出航天器編隊(duì)飛行主航天器和伴隨航天器之間的線性相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型及基于此線性哈密頓系統(tǒng)的能量最優(yōu)控制問(wèn)題;其次,本文根據(jù)矩陣?yán)杩ㄌ岱匠?..

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 航天器編隊(duì)飛行計(jì)劃
        1.2.2 編隊(duì)航天器編隊(duì)技術(shù)問(wèn)題[9]
        1.2.3 哈密頓雅可比理論
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)及哈密頓雅可比理論
    2.1 航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型
        2.1.1 模型假設(shè)
        2.1.2 動(dòng)力學(xué)模型—C-W方程
        2.1.3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程的狀態(tài)空間表示
    2.2 哈密頓系統(tǒng)和母函數(shù)
        2.2.1 哈密頓原理
        2.2.2 從拉格朗日方程到哈密頓方程
        2.2.3 母函數(shù)和哈密頓雅可比方程
    2.3 航天器編隊(duì)飛行最優(yōu)控制問(wèn)題
    2.4 母函數(shù)法求解最優(yōu)控制問(wèn)題
    2.5 本章小結(jié)
第3章 母函數(shù)解析解及其求解航天器編隊(duì)飛行問(wèn)題
    3.1 母函數(shù)解析解推導(dǎo)及證明
    3.2 雙重母函數(shù)法
    3.3 雙重母函數(shù)解析解求解最優(yōu)控制問(wèn)題
    3.4 數(shù)值算例
        3.4.1 解析和數(shù)值求解方法描述
        3.4.2 算例結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第4章 雙重母函數(shù)法求解航天器編隊(duì)飛行隊(duì)形重構(gòu)問(wèn)題
    4.1 引言
    4.2 兩航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)算例仿真
        4.2.1 算例一仿真
        4.2.2 算例二仿真
        4.2.3 算例三仿真
    4.3 航天器編隊(duì)隊(duì)形重構(gòu)算例仿真
        4.3.1 算例一仿真
        4.3.2 算例二仿真
        4.3.3 算例三仿真
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3752386