检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

IPS理论在探月节能轨道设计中的应用

IPS理论在探月节能轨道设计中的应用

作者：于锡峥中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）

学位级别：硕士

随着空间科学的发展与航天技术的进步，深空探测越来越受到人们的重视，其中深空探测器的轨道设计及优化技术是实现深空探测任务的关键技术之一。与近地卫星的轨道设计相比，深空探测器的轨道设计要复杂得多，同时对同一目标轨道可有多... 详细信息

随着空间科学的发展与航天技术的进步，深空探测越来越受到人们的重视，其中深空探测器的轨道设计及优化技术是实现深空探测任务的关键技术之一。与近地卫星的轨道设计相比，深空探测器的轨道设计要复杂得多，同时对同一目标轨道可有多种轨道实现设计方案。本文针对月球探测给出了基于IPS的轨道设计方法，采用该方法设计的转移轨道比传统的圆锥曲线拼接法更节省能量。主要研究工作如下：首先，本文研究了描述深空探测器运动的圆型限制性三体问题(CR3BP)。利用牛顿力学原理和单位归一化推导了CR3BP数学方程，进而求出了该模型的五个特解，即五个拉格朗日点，并计算了CR3BP问题的Jacobi积分，给出了地-月系中探测器在不同Jacobi值时的可能飞行区域。其次，本文推导了Richardson三阶近似解，并以三阶解作为初值，采用微分修正方法不断修正初值，使其在三体模型中积分出拉格朗日点附近的周期轨道——halo轨道。然后基于线性空间理论和庞加莱截面方法，导出了halo轨道的稳定流形和不稳定流形的近似计算方法。最后，本文应用IPS理论，采用EL2—LL2方案设计探月节能转移轨道。我们推导了地-月会合坐标系到日-地会合坐标系的转换，通过调整时间使LL2的稳定流形和EL2的不稳定流形在空间中相交，从而设计了一条异宿连接地月节能转移轨道。然后为了减少探测器在转移轨道上的飞行时间，采用微分修正方法改变相交点的速度，利用非穿越轨道和穿越轨道设计了另一条探月节能转移轨道。仿真结果表明EL2—LL2方案设计的轨道比圆锥轨道设计方案节省能量，但轨道的飞行时间较长。

关键词：探月轨道 halo轨道微分修正不变流形

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

日地平动点卫星两脉冲转移轨道设计

北京航空航天大学学报 2009年第7期35卷 865-868页

作者：李明涛郑建华于锡峥高东中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190

研究基于最小二乘微分修正方法的平动点卫星两脉冲转移轨道设计,推导了考虑高度和航迹角约束的微分修正公式,讨论了该方法的收敛性.以日地L1点附近的Halo轨道为目标轨道,在圆型限制性三体问题模型下设计了其转移轨道,系统地研究了HOI(Ha... 详细信息

研究基于最小二乘微分修正方法的平动点卫星两脉冲转移轨道设计,推导了考虑高度和航迹角约束的微分修正公式,讨论了该方法的收敛性.以日地L1点附近的Halo轨道为目标轨道,在圆型限制性三体问题模型下设计了其转移轨道,系统地研究了HOI(HaloOrbit Insertion)点和Halo轨道幅值对转移轨道的影响,给出了HOI点的选择策略,并讨论了应急情况下快速转移轨道设计.数值仿真验证了方法的有效性,选择Halo轨道靠近地球侧的点作HOI点可以获得飞行时间适中的转移轨道.

关键词： Halo轨道转移轨道微分修正不变流形

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

约束条件下的Halo轨道转移轨道设计

宇航学报 2009年第2期30卷 437-441,509页

作者：李明涛郑建华于锡峥高东中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080 中国科学院研究生院北京100049

平动点任务的转移轨道往往存在约束条件,以往的研究集中于无约束条件下的Halo轨道转移轨道设计,研究约束条件下的Halo轨道的转移轨道设计问题。首先分析了平动点任务转移轨道的约束条件,然后给出了一种约束条件下Halo轨道转移轨道设计... 详细信息

平动点任务的转移轨道往往存在约束条件,以往的研究集中于无约束条件下的Halo轨道转移轨道设计,研究约束条件下的Halo轨道的转移轨道设计问题。首先分析了平动点任务转移轨道的约束条件,然后给出了一种约束条件下Halo轨道转移轨道设计的一般方法,重点推导了考虑轨道高度、航迹角、轨道倾角、升交点约束的微分修正公式。然后以日地L1点附近的Halo轨道为目标轨道,在约束条件下设计了其转移轨道,仿真结果验证了本文方法的有效性。

关键词： Halo轨道转移轨道约束条件微分修正

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

平动点卫星的脉冲轨道保持策略

吉林大学学报（工学版） 2009年第5期39卷 1407-1412页

作者：李明涛郑建华于锡峥高东中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080 中国科学院研究生院北京100049

首先给出了系统的动力学模型并计算了标称轨道;然后分析了脉冲轨道保持策略,讨论了基于标准脉冲的轨道保持策略;最后在考虑发射偏差、导航误差和机动速度偏差的情况下蒙特卡罗模拟给出了统计性的结果。在最小控制间隔为30天,最小机动速... 详细信息

首先给出了系统的动力学模型并计算了标称轨道;然后分析了脉冲轨道保持策略,讨论了基于标准脉冲的轨道保持策略;最后在考虑发射偏差、导航误差和机动速度偏差的情况下蒙特卡罗模拟给出了统计性的结果。在最小控制间隔为30天,最小机动速度为0.02 m/s的条件下,轨道保持4年消耗的速度增量平均为0.44 m/s,平均控制间隔为71.5天。基于标准脉冲的轨道保持策略需要更多的速度增量,并且消耗的速度增量随着标准脉冲幅值和最小控制间隔的增加而增加。

关键词：飞行器控制和导航技术轨道保持脉冲控制蒙特卡罗模拟三体问题

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

星际探测太阳帆行星和太阳借力轨道全局优化

国防科技大学学报 2016年第1期38卷 137-142页

作者：钱航郑建华李明涛李晖高东于锡峥中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190 中国科学院空间天气学国家重点实验室北京100190

以太阳帆在20年内飞行至距离太阳200 AU以远进行星际探测为目标,研究太阳帆通过行星借力和太阳借力的轨道全局优化问题。建立太阳帆时间最优转移轨道数学模型,分析行星借力和太阳借力的约束条件,并用这些约束条件构造目标函数,从而将轨... 详细信息

以太阳帆在20年内飞行至距离太阳200 AU以远进行星际探测为目标,研究太阳帆通过行星借力和太阳借力的轨道全局优化问题。建立太阳帆时间最优转移轨道数学模型,分析行星借力和太阳借力的约束条件,并用这些约束条件构造目标函数,从而将轨道优化的四点边值问题转化为求解无约束条件下的多变量优化问题。通过选取合理的约束权重,采用遗传算法获得大范围的粗略解,代入到序列二次规划算法中获得高精度解。仿真结果表明,虽然太阳帆通过太阳借力已获得相当大的加速度,但加上木星借力仍然可以节省相当多的飞行时间。提出的轨道优化思路,可以为太阳系逃逸任务轨道初步设计提供参考。

关键词：星际探测太阳帆引力辅助太阳光压辅助轨道全局优化

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

IPS理论与技术在深空探测中的应用

宇航学报 2008年第1期29卷 13-17,33页

作者：郑建华高怀宝刘正常高东于锡峥中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080

简述了拉格朗日点附近Halo/Lissajous轨道在空间科学探测中的应用价值,以及与之密切相关的IPS的物理意义,在此基础上给出了IPS节能轨道设计与控制涉及的几个基本问题,和IPS技术在拉格朗日点探测任务中的应用情况,分析了IPS技术在我国深... 详细信息

简述了拉格朗日点附近Halo/Lissajous轨道在空间科学探测中的应用价值,以及与之密切相关的IPS的物理意义,在此基础上给出了IPS节能轨道设计与控制涉及的几个基本问题,和IPS技术在拉格朗日点探测任务中的应用情况,分析了IPS技术在我国深空探测中的应用前景。研究表明:IPS技术将促进我国深空探测技术向高水平、低能耗、省经费的方向发展,将在未来的深空探测中发挥重要作用。

关键词：拉格朗日平衡点不变流形 Halo轨道 Lissajous轨道深空探测

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

受摄三体问题研究

中国空间科学技术 2008年第6期28卷 14-20页

作者：李明涛郑建华于锡峥高东中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080

圆型限制性三体问题模型忽略了摄动因素的影响,在很多情况下不能足够准确地描述三体系统的动力学性质。本文研究了考虑摄动影响的三体问题的动力学性质及其轨道设计。首先分析了运行在平动点附近的卫星所受的主要摄动因素;然后从系统在... 详细信息

圆型限制性三体问题模型忽略了摄动因素的影响,在很多情况下不能足够准确地描述三体系统的动力学性质。本文研究了考虑摄动影响的三体问题的动力学性质及其轨道设计。首先分析了运行在平动点附近的卫星所受的主要摄动因素;然后从系统在惯性坐标系中的动力学方程出发,推导了会合坐标系中考虑偏心率、第四体引力以及太阳光压摄动影响的一般动力学方程;最后使用两层微分修正方法将圆型限制性三体问题模型下设计的轨道转换到受摄三体问题模型下。

关键词：受摄三体问题四体问题椭圆限制性三体问题动力学深空探测

基于流形插入的日地系Halo轨道转移轨道设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

吉林大学学报（工学版） 2011年第2期41卷 585-589页

作者：李明涛郑建华于锡峥高东中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国科学院研究生院北京100049

研究了入轨点在流形上不同点的Halo轨道转移轨道设计。首先给出了仿真的数学模型,计算了Halo轨道及与其相连的不变流形,然后简单介绍了转移轨道设计的微分修正方法,最后以Halo轨道距离地球最近的流形为标称流形,使用微分修正算法计算入... 详细信息

研究了入轨点在流形上不同点的Halo轨道转移轨道设计。首先给出了仿真的数学模型,计算了Halo轨道及与其相连的不变流形,然后简单介绍了转移轨道设计的微分修正方法,最后以Halo轨道距离地球最近的流形为标称流形,使用微分修正算法计算入轨点在流形上不同点的转移轨道,分析入轨点对转移轨道需要的速度增量、飞行时间的影响。数值仿真表明,入轨点机动速度存在3个局部极小值;相比ISEE-3卫星,在飞行时间相同的条件下,在第2个局部极小值附近进行流形插入可以节省约10m/s的速度增量。

关键词：飞行器控制和导航技术 Halo轨道转移轨道不变流形流形插入

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

太阳帆航天器悬浮轨道动力学与控制

空间科学学报 2013年第4期33卷 458-464页

作者：钱航郑建华于锡峥高东中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100190

基于线性动力学模型和非线性动力学模型,研究了太阳帆航天器日心悬浮轨道保持与控制问题.首先,推导出了柱坐标形式的太阳帆动力学方程,并在参考悬浮轨道附近线性化以建立状态方程,然后对状态方程进行可控性分析.通过合理选择控制变量加... 详细信息

基于线性动力学模型和非线性动力学模型,研究了太阳帆航天器日心悬浮轨道保持与控制问题.首先,推导出了柱坐标形式的太阳帆动力学方程,并在参考悬浮轨道附近线性化以建立状态方程,然后对状态方程进行可控性分析.通过合理选择控制变量加权矩阵R,用线性二次型调节器(LQR)对线性模型进行控制.将得到的控制律代入非线性模型中进行验证,表明该控制律渐近稳定,并且具有良好的控制精度,可实现太阳帆悬浮轨道控制.

关键词：太阳帆悬浮轨道可控性线性二次型调节器