过载限制下的最优气动力辅助异面变轨

以变轨能量消耗最小为优化目标,应用极大值原理研究了飞行过程受过载限制和升力系数约束下的气动力辅助异面变轨问题．飞行过程分成自由弧段和约束弧段两种类型,给出了变量的微分方程和共轭变量的微分方程,讨论了升力系数和滚转角的最优表达式,给出了约束弧段起、止位置的角点条件和终端的横截条件,并给出了数值算例,结果表明过载限制对控制参数的影响较大     

气动力辅助变轨的制导研究进展

作为低成本飞行的气动力辅助变轨是当前和未来的空间和星际探测任务的一个重要策略。基于最优变轨的精度、稳定性和鲁棒性的要求，促进了大气飞行的制导发展。尽管最优变轨要遵循性能指标、控制余度或性能和控制余度的组合指标要求来进行，但是实际上可把变轨弧段分成两部分，再入后可采用平衡滑行，以获得最佳性能要求；逸出前的弧段则采用升力降的轨道，可增大逸出后近地点的高度，而使在希望到达的远地点的速度冲量最小。按照这种升力调制控制原则，讨论了3种制导方法：即预测校正法、显式制导法和能量控制器法，它们都可以有效地实现最优变轨的控制。     

典型任务气动辅助变轨节省燃料的条件分析

对HEO-LEO（高地轨道-低地轨道）共面变轨和HEO-LEO异面变轨两个典型任务剖面进行了分析。通过引入理想气动辅助变轨假设,比较了气动辅助变轨和直接变轨所需的速度增量,得出气动辅助变轨节省燃料的条件。     

基于气动辅助变轨的变气动外形飞行器概念研究--二层优化与求解方法

一个飞行器的气动外形,在给定的气体流动状态下将决定其气动特性,而这些气动特性又和变轨的优化解密切相关,这是考虑了热载荷、峰值过载和飞行的机动性等限制.因此构成一个二层优化问题;气动外形优选(上层问题)和变轨优化(下层问题).通过定义一个最优值函数,可以把二层优化问题转换成单层的数学规划,通常这是非凸的和非线性的问题,且难于求解,然而基于智能优化的现代优化方法,将为这类复杂问题提供可解的途径.最后,给出一个变气动外形飞行器的变轨优化的框图和求解步骤.     

应用直接配置非线性规划法求解最优气动辅助轨道转移

首先研究了一种求解轨迹最优化问题的直接方法,即直接配置非线性规划方法(DCNLP),该方法使用分段的多项式来代表系统中的状态变量和控制变量,并通过配置来满足系统微分方程,最终将最优控制问题转化成非线性规划问题。然后将该技术应用到异面气动辅助转移问题中,通过采用大气外轨道预调整方案,增加了大气入口速度,针对大气内飞行的动力学方程,建立极小时间性能指标,将最省燃料指标转化为相应的最佳入口、出口条件。最后针对形成的最优控制问题,应用DCNLP方法进行求解,成功地得到了大气飞行最优轨迹。     

气动力辅助双脉冲最优异面变轨问题研究

研究了航天器气动力辅助最优异面变轨问题,将该过程分为离轨、大气飞行和入轨3个阶段,分别建立了相应的动力学方程及约束方程.通过增加一个约束条件的手段,把传统的三脉冲轨道平面改变问题转化为双脉冲变轨问题,优化目标是获得第一次速度冲量引起的最优轨道倾角改变量和航天器大气飞行段轨迹.采用遗传算法+Gauss伪谱法二层优化方...     

基于Loh常数假设的AOTV最优闭环导引律的设计

研究在异面圆轨道ＬＥＯ－ＬＥＯ变轨过程中，气动轨道转移飞行器大气内飞行的不最优导引律的设计问题。首先使用Ｌｏｈ常数项以及一些假设条件对ＡＯＴＶ的动力模型变换，简化，然后以大气出口处速度取极大值作为最优条件，应用最优控制理论得到的控制方程的解析形式。