一种小推力轨迹优化的改进方法.pdf

第 3O卷 第 3期 飞行器测控学报 VO1．3O NO．3 2011年 6月 JournalofSpacecraftTTC Technology Jun．2011 一 种小推力轨迹优化的改进方法 余培军 ，王 维 ，李建成。 (1．西Jt2业大学 ·西安 ·710072；2．宇航动力学国家重点实验室 ·西安 ·710043) 摘 要 ：针对小推力轨迹优化这一难点和热点问题 ，提 出了一种在直接法 的基础上进一步提 高优化结果的改进方 法。分析 了直接法在 离散 后存在 求解维度较 高的不足 ，借 鉴 了间接 法推 导 出的最优 解 必要 条件 ，提 出了推 力仅取 最大值或零 的取值改进方法。通过 多次优化计算 ，根据产生速度增量需要 的能量来确定推力和追击 时间的取值范 围，缩减 了直接法的求解维度 。最后进行 了数值仿真，改进方法计算得到的优化指标高于直接法结果，表 明该改进 方法优 于直接 法 。 关键词 ：小推力 ；轨迹优化 ；直接法 ；最优解 中图分类号 ：V412．45 文献标识码 ：A 文章编号 ：1674—5620(2011)03—0074—06 ImprovementofLow—ThrustTrajectoryOptimization YU Peijun～，WANGWei。，LIJiancheng (1．NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’all710072； 2．StateKeyLaboratoryofAstronauticDynamics。Xi’an 710043) Abstract：h isachallengingandpopularissuetOoptimizelow thrusttrajectory．Arigidmethodonmodificationof thedirect—shootmethodisgiventOimprovetheresult．Themultidimensionalinsufficiencyofthedirect—shootmethod aftermakingthethrustdiscreteisinvestigated．Andtheconditionfortheoptimum solution ispickedfrom theindi— rect—method’Sidea．ThethrustisfixedtOtakethemagnitudeofthemaxorzero．Themagnitudeoftheforceandthe timeofflightaredeterminedbyseveraltimesofoptimizationcalculationsaccordingtotheenergyneededtOmakea certainvelocity increaseandthusthevariables，dimensionsarereduced．Numerica1simulationshowsthatthismeth— odgetsabetterresultthanthedirect—shootmethod．TheresultsdemonstratethatthemodifiedmethodiSeffective andisvalidforlow thrusttrajectoryoptimization． Keywords：LowThrust；TrajectoryOptimization；Direct—ShootMethod；Optimum Solution