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空间飞行器用的小推力推进系统评述

航天控制 1983年第2期 90-97页

作者：齐汝先何永善

一、国外卫星飞船用的小推力推进系统发展史早期国外卫星采用的喷气推进系统是用简单可靠、技术成熟的冷气推进系统,如六十年代初期美国的“徘徊者”,“雨云”、轨道地球物理观测卫星和轨道天文观测卫星等均采用冷气推进系统。但这种推... 详细信息

一、国外卫星飞船用的小推力推进系统发展史早期国外卫星采用的喷气推进系统是用简单可靠、技术成熟的冷气推进系统,如六十年代初期美国的“徘徊者”,“雨云”、轨道地球物理观测卫星和轨道天文观测卫星等均采用冷气推进系统。但这种推进系统比冲低,仅适用于寿命短、需要控制冲量小的卫星。与此同时国外也开始采用单元过氧化氢催化分解推进系统,1961年在水星载人飞船上已成功使用。但过氧

关键词：小推力推进空间飞行器控制比冲推进剂比推力推进系统推力器航天器远地点发动机反作用控制系统

考虑J2项摄动的小推力燃料最优转移轨道设计

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哈尔滨工业大学学报 2017年第10期49卷 15-21页

作者：潘迅泮斌峰唐硕西北工业大学航天学院西安710072 航天飞行动力学技术国家级重点实验室(西北工业大学) 西安710072

为优化得到考虑地球扁率J2项摄动影响的小推力燃料最优转移轨道,提出了一种3次同伦方法.构造较简单的采用"线性引力",且不考虑J2项摄动的大推力能量最优转移轨道作为同伦初始问题.引入3个同伦参数,分别对动力学模型、推力大小和性能指... 详细信息

为优化得到考虑地球扁率J2项摄动影响的小推力燃料最优转移轨道,提出了一种3次同伦方法.构造较简单的采用"线性引力",且不考虑J2项摄动的大推力能量最优转移轨道作为同伦初始问题.引入3个同伦参数,分别对动力学模型、推力大小和性能指标进行同伦,根据极小值原理推导得到同伦过程中的最优控制律,并通过跟踪同伦参数的连续变化求解一系列的同伦迭代子问题,分别得到J2摄动模型下的大推力能量最优转移轨道和小推力能量最优转移轨道,并最终优化得到小推力燃料最优转移轨道.以航天器与位于太阳同步轨道的碎片的交会任务为算例进行数值仿真,验证所提出的3次同伦方法在求解J2项摄动影响下的小推力燃料最优转移轨道优化问题中的有效性.结果表明,利用打靶法容易对同伦初始问题进行求解,在同伦过程中能连续稳定地跟踪同伦参数,进而得到所需的燃料最优小推力转移轨道,利用该方法能有效地解决J2项摄动导致的非线性强、推力小、转移圈数多等原因所导致的一般数值优化算法不易收敛的难题.

关键词：轨道转移 J2项摄动小推力推进同伦方法最优控制

考虑地球扁率影响的任意椭圆轨道小推力最优交会控制

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西北工业大学学报 2005年第3期23卷 401-405页

作者：李亮和兴锁张娟邓峰岩西北工业大学工程力学系陕西西安710072

研究在地球扁率影响和航天器在小推力推进作用下,任意椭圆轨道最优转移的一种解析解法。将小推力和地球扁率影响视为摄动力,建立航天器转移的状态方程,应用Pontryagin极大值原理,得到航天器最优推力加速度控制方程。在假设简化时,将无... 详细信息

研究在地球扁率影响和航天器在小推力推进作用下,任意椭圆轨道最优转移的一种解析解法。将小推力和地球扁率影响视为摄动力,建立航天器转移的状态方程,应用Pontryagin极大值原理,得到航天器最优推力加速度控制方程。在假设简化时,将无量纲的推力加速度γ和地球扁率的二阶带谐系数J20视为同一阶量级,并只考虑它们的一次项,忽略其他的高次项,从状态方程中分解出小推力和地球扁率对轨道根数的影响,并分别进行了积分,得出最优转移轨道的一阶解析解。

关键词：地球扁率小推力推进非共面转移

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小推力轨道优化研究

中国空间科学技术 1998年第2期18卷 8-13页

作者：严辉吴宏鑫吴新珍北京控制工程研究所

研究小推力电推进轨道优化问题，推力加速度量级为１０－２～１０－４，优化方法为间接法。利用末端横截条件反向积分伴随方程，避开伴随变量的初值猜测，运用迭代法数值求解了逃逸地心引力场轨道和低轨道变轨优化。计算结果表明，小推... 详细信息

研究小推力电推进轨道优化问题，推力加速度量级为１０－２～１０－４，优化方法为间接法。利用末端横截条件反向积分伴随方程，避开伴随变量的初值猜测，运用迭代法数值求解了逃逸地心引力场轨道和低轨道变轨优化。计算结果表明，小推力作用下的最优转移轨道几乎为圆形，转移时间较长。小推力大小与作用时间成近似线性反比关系。小推力情况下，横向控制比最优控制更为合理。

关键词：小推力推进轨道最优化电推进航天器飞行

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小推力航天器高低轨飞行规划方法研究及仿真

小推力航天器高低轨飞行规划方法研究及仿真

作者：张子雄中北大学

学位级别：硕士

地球同步轨道（GEO）航天器在通讯、导航等方面有着广泛的应用。近年来,GEO航天器的轨道转移技术正在由化学燃料推进转变为电推进式的小推力技术,其具有比冲量大,推力可控性好的特点,可以有效的提升载荷质量。本文对小推力航天器由低轨... 详细信息

地球同步轨道（GEO）航天器在通讯、导航等方面有着广泛的应用。近年来,GEO航天器的轨道转移技术正在由化学燃料推进转变为电推进式的小推力技术,其具有比冲量大,推力可控性好的特点,可以有效的提升载荷质量。本文对小推力航天器由低轨向高轨的飞行轨道进行规划与优化,使用SiROS为轨道转移规划模型设计了仿真系统,实现了小推力航天器高低轨轨道转移仿真功能,主要研究工作如下:（1）对采用电力推进小推力技术的同步轨道卫星路径规划进行基础理论研究。研究电推进的基本原理、航天系统时间表示方法、空间坐标系表示方法及转换、空间物体位置描述方法、小推力航天器动力学模型和空间环境影响因素。（2）对电推进式小推力卫星模型的轨道转移算法的优化研究。小推力航天器模型的变轨过程可以转换为最优控制中两点边值问题求解,针对该问题使用了多重打靶算法和退火遗传算法进行解算。经过研究,得到了特殊情况下小推力航天器模型的轨道转移优化的解析结果,并对初始轨道以标称轨道算法为基础进行了算法优化设计。（3）小推力卫星轨道转移优化仿真研究。基于空间智能机器人操作系统（SiROS）仿真软件,开发了推进系统配置模块、初始标称轨道规划模块、精确轨道设计模块、变轨制导控制模块、环境力摄动加速度模块等仿真模块。搭建典型小推力仿真推演任务场景算法模型,如GTO-GEO小推力轨道转移仿真模型、LEO-GEO小推力轨道转移仿真模型、非共面圆轨道小推力转移解析解模型。对仿真结果进行分析,各模块能实现既定功能,模型仿真结果符合预期。

关键词：小推力推进 GEO卫星轨道转移最优控制两点边值问题空间智能机器人操作系统

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小航空发动机国外现状及发展趋势

推进技术 1991年第6期12卷 1-4页

作者：崔济亚北京航空航天大学

对小发动机的发展概况作一简要回顾,并对其特点及发展趋势试作一些分析,供借鉴参考.

关键词：小推力推进喷气发动机航空发动机

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微推进系统的轨控发动机动态分析

北京航空航天大学学报 1999年第6期25卷 688-691页

作者：张国舟北京航空航天大学宇航学院

近年来液体火箭推进系统的小型化有了极大的进展，这些先进的微推进系统是以尺寸小微型化、高压和响应快为特征的，对于这种微推进系统，推导、编制了系统各部件的数学模型，分析研究了轨控发动机在单脉冲工作进程中燃烧室压力和关机过... 详细信息

近年来液体火箭推进系统的小型化有了极大的进展，这些先进的微推进系统是以尺寸小微型化、高压和响应快为特征的，对于这种微推进系统，推导、编制了系统各部件的数学模型，分析研究了轨控发动机在单脉冲工作进程中燃烧室压力和关机过程中推进剂阀门前压力的变化规律．为研究整个微推进系统的动态响应打下基础．

关键词：小推力推进液体火箭发动机动态响应

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火星探测转移轨道初始设计与分析

中国空间科学技术 2017年第4期37卷 18-27页

作者：杨彬李爽南京航空航天大学航天学院南京210016 南京航空航天大学航天新技术实验室南京210016

根据推进方式和是否采用金星借力,火星转移轨道分为大推力直接转移轨道、大推力金星借力转移轨道、小推力直接转移轨道和小推力金星借力转移轨道4类。传统的轨道设计方法只是针对某一类特定的转移方案进行轨道优化,而并未针对不同的转... 详细信息

根据推进方式和是否采用金星借力,火星转移轨道分为大推力直接转移轨道、大推力金星借力转移轨道、小推力直接转移轨道和小推力金星借力转移轨道4类。传统的轨道设计方法只是针对某一类特定的转移方案进行轨道优化,而并未针对不同的转移方案进行详细对比分析。文章以2020/2022年发射窗口为例,针对4类基本火星转移轨道进行研究。首先,基于不同轨道初始设计方法,对4类轨道进行了初始设计,得到了每类转移方案的能量最优转移轨道。然后,基于设计结果和能耗对4类转移方案进行了横向对比分析,得到了不同策略下的转移轨道的特性。基于小推力的火星探测任务轨道对发射能量要求低;大推力直接转移和借力金星的发射窗口交替分布,可以互为备份;基于小推力推进的探测器采用金星借力转移策略相比直接转移能够减少10%的能耗,优势十分明显。

关键词：火星探测转移轨道初始设计小推力推进脉冲推进借力飞行

美国1980—2000年间空间系统及其应用的初步设想

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国际太空 1980年第Z1期 1-47页

作者：姚光

23年来,空间科学技术得到了迅速的发展,各种应用卫星相继从实验进入到成熟应用阶段,人类已经从空间活动中获得了巨大的好处。那么,今后20年情况将会是什么样子?国外将会在空间干些什么?空间技术又将会对人类带来什么好处?为了回答这些问... 详细信息

23年来,空间科学技术得到了迅速的发展,各种应用卫星相继从实验进入到成熟应用阶段,人类已经从空间活动中获得了巨大的好处。那么,今后20年情况将会是什么样子?国外将会在空间干些什么?空间技术又将会对人类带来什么好处?为了回答这些问题,我们选译了《美国1980—2000年间空间系统及其应用初步设想》一文,以专刊形式在这里发表。本文对我们了解国外1980—2000年间空间活动的发展趋势以及制定空间活动的发展规划,都将具有一定的参考价值。

关键词：地球同步轨道组网风险等级卫星轨道航天飞机空间拖船航天拖船机动航天器方案设想卫星数太阳能推进小推力推进多波束天线多路转发器空间活动美国美利坚合众国北美洲初步设想