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連續推力軌跡優化的協態初值估計與同倫延拓方法(精)/清華大學優秀博士學位論文叢書

  • 作者：武迪|責編:戚亞
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302659891
  • 出版日期：2024/04/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：133
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    針對電推進航天器的軌道動力學與軌跡優化問題，本書總結了連續推力軌跡優化間接法的研究進展，探究了間接法中的協態初值估計和同倫延拓方法，提升了優化求解的最優性、收斂性和計算效率。本書第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：準確估計協態變數或增大收斂域，建立了協態變數和標稱軌道之間的映射關係，提出了兩個子系統組成的混合系統的同倫延拓方法。為了應對電推進日益廣泛的應用場景，本書第4章和第5章研究了地球衛星在高精度模型下的時間和燃料最優多圈軌跡快速求解方法，構建了軌跡優化近似動力學模型，提出了自變數變換對應的協態變數映射，探究了多圈問題多局部解的特徵，實現了電推進地球衛星數百圈轉移的快速優化。
    本書可供從事航天器任務軌道設計、航天動力學與控制研究的相關人員參考，也適合相關專業研究生閱讀。
作者介紹
武迪|責編:戚亞
目錄
第1章  緒論
  1.1  研究背景和意義
  1.2  研究現狀綜述
    1.2.1  連續推力軌跡優化方法
    1.2.2  間接法協態初值猜測研究
    1.2.3  同倫延拓方法研究
    1.2.4  連續推力多圈軌跡優化方法
  1.3  本書工作和創新點
    1.3.1  本書工作
    1.3.2  主要創新點
第2章  協態變數與標稱軌道的映射關係
  2.1  本章引論
  2.2  連續推力軌跡優化模型
    2.2.1  動力學模型和最優控制問題
    2.2.2  兩點邊值問題及打靶法
  2.3  一階必要條件的理論分析與討論
    2.3.1  哈密頓函數的性質
    2.3.2  線性等式約束條件
    2.3.3  其他約束條件
  2.4  線性映射方程
    2.4.1  映射方程推導
    2.4.2  解析協態初值估計
  2.5  算例與分析
    2.5.1  行星際交會問題
    2.5.2  月球著陸問題
  2.6  本章小結
第3章  混合系統同倫延拓方法
  3.1  本章引論
  3.2  混合系統同倫延拓優化問題
    3.2.1  子系統模型及耦合函數
    3.2.2  混合系統最優控制
  3.3  基於同倫延拓方法的數值求解
    3.3.1  線性化問題的解析求解
    3.3.2  非線性問題的數值求解
  3.4  算例與分析
    3.4.1  地球至小行星Tempel 1交會問題
    3.4.2  地球至小行星Dionysus交會問題
  3.5  本章小結
第4章  多圈轉移和交會的時間最優問題求解
  4.1  本章引論
  4.2  多圈軌跡優化模型
  4.3  多圈軌跡優化問題的簡化
    4.3.1  Sundman變換下協態映射
    4.3.2  等價邊界條件及軌道平均化
    4.3.3  解析協態初值
  4.4  近似模型下多圈轉移和交會軌跡求解
    4.4.1  末端真經度固定問題的間接法求解
    4.4.2  最優交會時刻分析
    4.4.3  以真經度為自變數問題的間接法求解
  4.5  高精度模型下多圈交會軌跡優化

  4.6  本章小結
第5章  多圈交會的燃料最優問題求解
  5.1  本章引論
  5.2  燃料最優軌跡優化模型
  5.3  多次同倫延拓求解演算法
    5.3.1  Sundman變換下協態映射
    5.3.2  交會時間約束處理
    5.3.3  解析協態初值
    5.3.4  演算法實現
  5.4  算例與分析
  5.5  本章小結
第6章  總結與展望
  6.1  總結
  6.2  展望
參考文獻
在學期間完成的相關學術成果
致謝

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