連續(xù)推力軌跡優(yōu)化的協(xié)態(tài)初值估計(jì)與同倫延拓方法

定　價：￥79.00

作　者：	武迪
出版社：	清華大學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787302659891	出版時間：	2024-04-01	包裝：	精裝
開本：	16開	頁數(shù)：		字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　針對電推進(jìn)航天器的軌道動力學(xué)與軌跡優(yōu)化問題，《連續(xù)推力軌跡優(yōu)化的協(xié)態(tài)初值估計(jì)與同倫延拓方法》總結(jié)了連續(xù)推力軌跡優(yōu)化間接法的研究進(jìn)展，探究了間接法中的協(xié)態(tài)初值估計(jì)和同倫延拓方法，提升了優(yōu)化求解的最優(yōu)性、收斂性和計(jì)算效率。第2 章和第3 章介紹了克服間接法初值敏感問題的兩類方法：準(zhǔn)確估計(jì)協(xié)態(tài)變量或增大收斂域，建立了協(xié)態(tài)變量和標(biāo)稱軌道之間的映射關(guān)系，提出了兩個子系統(tǒng)組成的混合系統(tǒng)的同倫延拓方法。為了應(yīng)對電推進(jìn)日益廣泛的應(yīng)用場景，第4 章和第5 章研究了地球衛(wèi)星在高精度模型下的時間和燃料最優(yōu)多圈軌跡快速求解方法，構(gòu)建了軌跡優(yōu)化近似動力學(xué)模型，提出了自變量變換對應(yīng)的協(xié)態(tài)變量映射，探究了多圈問題多局部解的特征，實(shí)現(xiàn)了電推進(jìn)地球衛(wèi)星數(shù)百圈轉(zhuǎn)移的快速優(yōu)化。《連續(xù)推力軌跡優(yōu)化的協(xié)態(tài)初值估計(jì)與同倫延拓方法》可供從事航天器任務(wù)軌道設(shè)計(jì)、航天動力學(xué)與控制研究的相關(guān)人員參考，也適合相關(guān)專業(yè)研究生閱讀。

作者簡介

　　武迪，男，漢族，中共黨員。2017年在清華大學(xué)錢學(xué)森力學(xué)班獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2022年在清華大學(xué)航天航空學(xué)院獲得博士學(xué)位，主要研究方向?yàn)楹教炱鬈壍绖恿W(xué)與控制，曾獲第十一屆國際空間軌道設(shè)計(jì)大賽冠軍、清華大學(xué)優(yōu)秀博士畢業(yè)生?，F(xiàn)為清華大學(xué)航天航空學(xué)院博士后，入選水木學(xué)者計(jì)劃。

圖書目錄

第1章緒論 1
1.1 研究背景和意義 1
1.2 研究現(xiàn)狀綜述 4
1.2.1 連續(xù)推力軌跡優(yōu)化方法 5
1.2.2 間接法協(xié)態(tài)初值猜測研究 9
1.2.3 同倫延拓方法研究 12
1.2.4 連續(xù)推力多圈軌跡優(yōu)化方法 14
1.3 本書工作和創(chuàng)新點(diǎn) 16
1.3.1 本書工作 16
1.3.2 主要創(chuàng)新點(diǎn) 18
第2章協(xié)態(tài)變量與標(biāo)稱軌道的映射關(guān)系 20
2.1 本章引論 20
2.2 連續(xù)推力軌跡優(yōu)化模型 21
2.2.1 動力學(xué)模型和最優(yōu)控制問題 21
2.2.2 兩點(diǎn)邊值問題及打靶法 23
2.3 一階必要條件的理論分析與討論 25
2.3.1 哈密頓函數(shù)的性質(zhì) 26
2.3.2 線性等式約束條件 26
2.3.3 其他約束條件 28
2.4 線性映射方程 29
2.4.1 映射方程推導(dǎo) 29
2.4.2 解析協(xié)態(tài)初值估計(jì) 30
2.5 算例與分析 33
2.5.1 行星際交會問題 33
2.5.2 月球著陸問題 38
2.6 本章小結(jié) 41
第3章混合系統(tǒng)同倫延拓方法 43
3.1 本章引論 43
3.2 混合系統(tǒng)同倫延拓優(yōu)化問題 44
3.2.1 子系統(tǒng)模型及耦合函數(shù) 44
3.2.2 混合系統(tǒng)最優(yōu)控制 46
3.3 基于同倫延拓方法的數(shù)值求解 48
3.3.1 線性化問題的解析求解 48
3.3.2 非線性問題的數(shù)值求解 51
3.4 算例與分析 53
3.4.1 地球至小行星Tempel 1交會問題 55
3.4.2 地球至小行星Dionysus交會問題 57
3.5 本章小結(jié) 60
第4章多圈轉(zhuǎn)移和交會的時間最優(yōu)問題求解 62
4.1 本章引論 62
4.2 多圈軌跡優(yōu)化模型 63
4.3 多圈軌跡優(yōu)化問題的簡化 66
4.3.1 Sundman變換下協(xié)態(tài)映射 66
4.3.2 等價邊界條件及軌道平均化 72
4.3.3 解析協(xié)態(tài)初值 76
4.4 近似模型下多圈轉(zhuǎn)移和交會軌跡求解 79
4.4.1 末端真經(jīng)度固定問題的間接法求解 79
4.4.2 最優(yōu)交會時刻分析 83
4.4.3 以真經(jīng)度為自變量問題的間接法求解 85
4.5 高精度模型下多圈交會軌跡優(yōu)化 86
4.6 本章小結(jié) 90
第5章多圈交會的燃料最優(yōu)問題求解 92
5.1 本章引論 92
5.2 燃料最優(yōu)軌跡優(yōu)化模型 93
5.3 多次同倫延拓求解算法 96
5.3.1 Sundman變換下協(xié)態(tài)映射 97
5.3.2 交會時間約束處理 99
5.3.3 解析協(xié)態(tài)初值 100
5.3.4 算法實(shí)現(xiàn) 102
5.4 算例與分析 105
5.5 本章小結(jié) 110
第6章總結(jié)與展望 112
6.1 總結(jié) 112
6.2 展望 114
參考文獻(xiàn) 115
在學(xué)期間完成的相關(guān)學(xué)術(shù)成果 132
致謝 134