面向轨道位置保持的故障模式下电推力器布局设计优化

作     者：陈余军 魏钊 龙腾 史人赫 CHEN Yujun;WEI Zhao;LONG Teng;SHI Renhe

作者机构：中国空间技术研究院通信与导航总体部北京100094 北京理工大学宇航学院北京100081 飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 清华大学航天航空学院北京100084 

出 版 物：《无人系统技术》 (Unmanned Systems Technology)

年 卷 期：2020年第3卷第5期

页      面：46-53页

学科分类：08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51675047) 中国博士后科学基金(2019M660668) 

主　　题：故障模式 地球静止轨道卫星 电推力器 小推力 位置保持 布局设计优化 

摘      要：为进一步提高故障模式下地球静止轨道卫星的位置保持效率,提出一种故障模式下电推力器布局设计优化方案。首先针对电推力器的小推力特性,建立了故障模式下电推力器位置保持模型;然后以电推力器安装位置、开机赤经和开机时长为设计变量,以位置保持燃料消耗最小为目标,考虑位置保持精度等约束,建立了故障模式下电推力器布局设计优化模型,并通过遗传算法与序列二次规划方法进行求解;最后通过某故障模式下地球静止轨道卫星电推力器布局设计优化实例进行仿真验证,优化结果表明,基于优化布局的位置保持燃料消耗相比于初始布局减少了41.9%,验证了故障模式下电推力器布局设计优化方案的有效性与工程实用性。