吉林大学学报(工学版)

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三脉冲最优交会问题的解法

齐映红,曹喜滨   

  1. 哈尔滨工业大学 卫星技术研究所, 哈尔滨 150080
  • 收稿日期:2005-09-29 修回日期:2005-12-17 出版日期:2006-07-01 发布日期:2006-07-01
  • 通讯作者: 曹喜滨

Solution for optimal 3impulse rendezvous problem

Qi Ying-hong, Cao Xi-bin   

  1. Research Center of Satellite Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080,China
  • Received:2005-09-29 Revised:2005-12-17 Online:2006-07-01 Published:2006-07-01
  • Contact: Cao Xi-bin

摘要: 针对两航天器交会问题,研究了燃料最省的三脉冲交会方法。推导了存在端点滑行段和不存在端点滑行段两种三脉冲最优解的充要条件,并给出相应的解法。三脉冲最优解的求解采用多变量迭代的方法;对于存在端点滑行段的三脉冲最优解的求解,利用四脉冲最优解的对称性,减少迭代变量的数量,降低了计算量。通过数值仿真验证了本文解法的正确性和有效性。仿真结果的分析表明,对于给定的初始状态,在某些时间段内没有双脉冲和四脉冲最优解,只存在三脉冲最优解,而且三脉冲最优交会是一种对燃料和时间都比较合理的交会方法。

关键词: 飞行器控制、导航技术, 三脉冲最优交会, 主矢量曲线, 线性化运动方程

Abstract: Aiming at the problem of rendezvous between 2 spacecrafts, an optimal, most fuelsaving 3impulse rendezvous method was investigated. The necessary and sufficient conditions for the optimal solution of the 3impulse rendezvous whether or not with terminal coastings were derived, and the corresponding solution method was given respectively. The solution of the optimal 3impulse rendezvous is a multivariable iteration process. For the 3impulse rendezvous with terminal coastings, the symmetry characteristic of optimal 4impulse rendezvous was applied to reduce the number of the iteration variables to save the calculation consumption. The correctness and effectiveness of the proposed solution were proved by the digital simulations. The simulation results showed that for the given initial states, there are no optimal solutions for 2impulse and 4impulse rendezvous except that for the 3impulse rendezvous in some time intervals, and the optimal 3impulse rendezvous is a method characterized by reasonable fuel and time consumptions.

Key words: control and navigation technology of aerocraft, optimal threeimpulse rendezvous, primary vector trajectory, linearization equations of motion

中图分类号: 

  • V448
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