地球近地危险小行星小推力转移轨道设计与优化.docVIP

编号 南京航空航天大学 毕业设计 题 目 地球-近地危险小行星小推力转移轨道设计与优化 学生姓名 古龙 学 号 151220116 学 院 航天学院 专 业 探测制导与控制技术（航天） 班 级 1512201 指导教师 李爽 教授 二〇一六年六月 南京航空航天大学 本科毕业设计（论文）诚信承诺书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目： 地球-近地危险小行星小推力转移轨道设计与优化 ）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 作者签名： 年 月 日 （学号）：  地球-近地危险小行星小推力 转移轨道设计与优化 摘要 近年来，深空探测的热点领域之一就是小行星探测，近地危险小行星的存在严重地威胁了地球的安全，小推力转移轨道设计与优化技术是人类开展小行星探测任务和实施危险小天体防御工程的关键技术之一。本文以小行星防御为研究背景，详述了如何设计和优化地球到近地危险小行星的小推力转移轨道，具体完成了如下工作： 首先，基于指数正弦曲线法，结合遗传算法，通过求解小推力兰伯特问题完成了对不同寻优指标下的地球-近地危险小行星小推力拦截轨道初始设计。然后，基于逆6次多项式法，同样以遗传算法为寻优工具，完成了地球-近地危险小行星小推力交会轨道初始设计。接着，采用Radau伪光谱法，将地球-近地危险小行星小推力拦截轨道和交会轨道优化问题离散成非线性规划问题。最后，以地球-近地小行星小推力转移轨道初始设计的结果作为寻优变量的初值，使用序列二次规划算法求得轨道优化问题的最优解，并对初始设计和精确设计的结果，拦截轨道和交会轨道设计的结果进行了对比分析。 关键词：轨道设计与优化，小推力，指数正弦曲线法，逆6次多项式法，Radau伪光谱法  Rapid design and optimization of low-thrust transfer trajectory from Earth to Near-Earth Asteroids Abstract Asteroids exploration is a hot topic of space exploration in recent years.Near-Earth Asteroids(NEAs) represent great risks for Earth.Rapid design and optimization of low-thrust transfer trajectories is considered one of the key technologies to successfully explore asteroids and defect potential hazardous asteroids.Taking asteroid defense as investigative object,this paper complete following works. Firstly,based on exponential sinusoid method and genetic algorithm(GA) ,by salving low-thrust lambert’s problem, the low-thrust interception trajectory from Earth to Near-Earth Asteroidin in different optimization index are preliminary designed. Secondly，based on 6th inverse polynomial,we also took genetic algorithm as tool to searching the best method.The low-thrust rendezvous trajectory from Earth to Near-Earth Asteroid are preliminary designed. Then,we use Radau pseudospectral method(RPM) to discretize the Earth-Near Earth Asteroids low-thrust transfer trajectory optimiza