空間多目標(biāo)交會(huì)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法

第1章 緒論 1
1.1 研究背景2
1.2 研究現(xiàn)狀5
1.2.1 交會(huì)軌跡規(guī)劃5
1.2.2 多星交會(huì)任務(wù)規(guī)劃8
參考文獻(xiàn)11
第2章 基礎(chǔ)模型與算法 16
2.1 時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系17
2.1.1 時(shí)間系統(tǒng)17
2.1.2 坐標(biāo)系19
2.2 攝動(dòng)交會(huì)動(dòng)力學(xué)模型21
2.2.1 地心系攝動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程21
2.2.2 多引力體真實(shí)星歷模型23
2.2.3 C-W 線性相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程23
2.2.4 極坐標(biāo)系相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程24
2.2.5 軌道要素差分相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程26
2.2.6 Lambert交會(huì)動(dòng)力學(xué)模型30
2.3 規(guī)劃問(wèn)題基本概念與模型31
2.3.1 一般規(guī)劃問(wèn)題31
2.3.2 組合優(yōu)化問(wèn)題32
2.4 多目標(biāo)交會(huì)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化問(wèn)題分析與建模36
2.4.1 問(wèn)題類型36
2.4.2 模型框架分析37
2.4.3 各層問(wèn)題模型38
2.4.4 問(wèn)題建模流程41
2.5 規(guī)劃算法42
2.5.1 蟻群算法42
2.5.2 遺傳算法46
2.5.3 差分進(jìn)化算法51
參考文獻(xiàn)57
第3章 攝動(dòng)交會(huì)軌道設(shè)計(jì)與分析方法 59
3.1 基于解析攝動(dòng)的交會(huì)速度增量特性分析60
3.2 攝動(dòng)交會(huì)最優(yōu)速度增量變化規(guī)律分析64
3.3 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的攝動(dòng)交會(huì)最優(yōu)速度增量估計(jì)方法67
3.3.1 估計(jì)流程68
3.3.2 數(shù)據(jù)集生成方法69
3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與訓(xùn)練方法70
3.3.4 算例72
3.4 機(jī)動(dòng)受限的攝動(dòng)交會(huì)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法83
3.4.1 典型攝動(dòng)交會(huì)任務(wù)83
3.4.2 建模分析與求解分析85
3.4.3 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引機(jī)動(dòng)規(guī)劃86
3.4.4 目標(biāo)調(diào)相機(jī)動(dòng)規(guī)劃94
參考文獻(xiàn)106
第4章 多星補(bǔ)給任務(wù)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化 108
4.1 多航天器交會(huì)服務(wù)與補(bǔ)給問(wèn)題109
4.1.1 多航天器交會(huì)服務(wù)任務(wù)109
4.1.2 星座補(bǔ)給重構(gòu)任務(wù)110
4.1.3 多航天器合作加注任務(wù)112
4.1.4 建模分析與求解分析116
4.2 多航天器交會(huì)服務(wù)編排117
4.2.1 編排問(wèn)題模型117
4.2.2 分層-混合式求解策略118
4.2.3 算例119
4.3 星座補(bǔ)給重構(gòu)編排123
4.3.1 編排問(wèn)題模型123
4.3.2 分層-混合式求解策略124
4.3.3 算例125
4.4 多航天器合作加注編排134
4.4.1 編排問(wèn)題模型135
4.4.2 分層-混合式求解策略136
4.4.3 算例138
參考文獻(xiàn)143
第5章 多空間碎片清除任務(wù)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化 144
5.1 規(guī)劃問(wèn)題與模型145
5.1.1 “一對(duì)多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃模型146
5.1.2 “多對(duì)多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃模型147
5.2 “一對(duì)多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃方法149
5.2.1 問(wèn)題特性與求解思路分析149
5.2.2 “一對(duì)多”序列規(guī)劃蟻群算法152
5.2.3 分步規(guī)劃流程159
5.2.4 算例159
5.3 “多對(duì)多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃方法170
5.3.1 問(wèn)題特性與求解思路分析170
5.3.2 “多對(duì)多”序列規(guī)劃蟻群算法171
5.3.3 “多對(duì)多”碎片清除任務(wù)總體規(guī)劃方法177
5.3.4 算例179
參考文獻(xiàn)185
第6章 含引力輔助的多星交會(huì)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化 187
6.1 引力輔助優(yōu)化模型188
6.1.1 引力輔助機(jī)動(dòng)分析模型188
6.1.2 引力輔助機(jī)動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型189
6.2 多小行星順訪的引力輔助序列規(guī)劃方法191
6.2.1 規(guī)劃模型192
6.2.2 算例192
6.3 高精度多引力輔助軌跡規(guī)劃方法196
6.3.1 B平面制導(dǎo)196
6.3.2 高精度引力輔助模型198
6.3.3 高精度多引力輔助軌跡規(guī)劃199
6.3.4 算例202
參考文獻(xiàn)205