GEO航天器在轨燃料补给任务调度及优化

作     者：林巧 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：乔兵;靳永强

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 

主      题：在轨燃料补给 空间燃料站 任务调度 遗传算法 

摘      要：随着航天技术的快速发展,航天活动的目标不仅是完成任务,还要尽量延长航天器在轨寿命,同时深空探测的发展也受到燃料的限制,因此,在轨燃料补给技术越来越受到各航天大国的重视。此外,在轨燃料补给技术日益成熟,空间燃料站的设想也被提出,基于空间燃料站的在轨燃料补给任务调度研究具有很大的预研意义。本文以多个GEO航天器为在轨燃料补给对象,研究基于空间燃料站的在轨燃料补给的任务调度及优化问题。首先,基于Battin方法求解多圈Lambert轨道转移问题,得到了轨道转移的速度增量和转移时间的关系,加入末端滑行对两者的关系进行优化,便于将时间分配方案转化为整数规划问题;然后,研究了基于空间燃料站的在轨燃料补加任务模型,以GEO航天器为例,梳理在轨燃料补给任务中的变量和约束条件,以得到近似最优服务顺序和该顺序下的近似最佳时间分配方案为优化目标,构建了GEO航天器在轨燃料补给任务调度模型;接着,基于遗传算法,研究了GEO航天器在轨燃料补给任务调度算法;最后,在Matlab上对任务调度算法进行了数值仿真,仿真结果表明本文提出的方案是可行的。编写界面化程序,形成了一个参数可设置的界面化的GEO航天器在轨燃料补给任务调度原型工具。