考慮功率約束的太陽能電推進軌道優(yōu)化設計

【摘要】：電推進航天器通常由太陽能電池陣供電,因而實際深空探測任務中發(fā)動機的推力工況受到星日距離的限制。該文研究了功率約束下電推進航天器的軌道優(yōu)化設計問題。首先推導太陽能電池陣功率對發(fā)動機最大推力的約束。采用間接法將電推進軌道的燃料最優(yōu)控制問題轉化為兩點邊值問題。求解過程中提出了適應太陽能電推進軌道優(yōu)化的星日距離檢測并應用了同倫迭代、開關函數(shù)檢測等求解技術,能夠準確、快速地得到滿足太陽能電池陣功率約束的設計軌道。算例表明,該設計方法具有良好的可行性和工程實用價值。 【作者單位】： 清華大學航天航空學院;
【關鍵詞】： 軌道設計 太陽能電推進 最優(yōu)控制 間接法
【基金】：國家自然科學基金重點項目(10832004);國家自然科學基金項目(10722122)
【分類號】：V412.41
【正文快照】： 電推進發(fā)動機以其輕質量、高比沖的特點將越來越多地應用于未來深空探測任務中。與傳統(tǒng)化學火箭不同,電推進發(fā)動機推力小,需要長時間加速才能達到改變軌道的目的。小推力軌道不是傳統(tǒng)的Kepler軌道,應用于Kepler軌道的行星際深空軌道設計方法(例如圓錐曲線拼接法)并不適用,這給

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