脈沖和電推進(jìn)下的地球靜止衛(wèi)星位置保持和軌道轉(zhuǎn)移策略研究.pdf

1、地球靜止衛(wèi)星的軌道位置已經(jīng)成為一種越來(lái)越稀缺的資源，然而衛(wèi)星用戶的需求依然持續(xù)增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的位置保持策略一定程度上造成了軌道位置資源的浪費(fèi)，同時(shí)電推進(jìn)技術(shù)的成熟和在地球靜止衛(wèi)星上的應(yīng)用也對(duì)新的控制策略提出了需求。針對(duì)上述問(wèn)題，本文系統(tǒng)地研究了地球靜止衛(wèi)星的位?？刂茊?wèn)題，建立了更優(yōu)的脈沖位保策略和新的電推進(jìn)控制策略。
　　研究建立了地球靜止衛(wèi)星平根外推動(dòng)力學(xué)模型和瞬平轉(zhuǎn)換方法?；趧?dòng)力學(xué)分析，對(duì)地球靜止衛(wèi)星的攝動(dòng)方程進(jìn)行了周期項(xiàng)分離，

2、建立了保留長(zhǎng)期項(xiàng)和長(zhǎng)周期項(xiàng)的平根外推模型，在短周期項(xiàng)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了靜止衛(wèi)星瞬平根數(shù)轉(zhuǎn)換方程。模型和方法可以實(shí)現(xiàn)高效高精度平根外推和精確可逆的瞬平轉(zhuǎn)換，其中半長(zhǎng)軸瞬平轉(zhuǎn)換的精度在10米左右，遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)目前常用的轉(zhuǎn)換方法，這為更精準(zhǔn)地進(jìn)行控制規(guī)劃打下了基礎(chǔ)。
　　研究提出了新的地球靜止衛(wèi)星脈沖東西位保控制計(jì)算方法，并給出了靜止衛(wèi)星長(zhǎng)期位保控制策略。在考慮全攝動(dòng)的條件下，地球靜止衛(wèi)星東西位?？刂屏渴请y以精確且高效求解的，論文在現(xiàn)有控制計(jì)

3、算方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合動(dòng)力學(xué)分析得到的攝動(dòng)長(zhǎng)期項(xiàng)和長(zhǎng)周期項(xiàng)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了新的控制計(jì)算方法。相比于當(dāng)前的位保控制計(jì)算方法，本文的方法能夠得到更精確穩(wěn)定的漂移環(huán)。
　　研究了電推進(jìn)條件下的地球靜止衛(wèi)星位?？刂茊?wèn)題。給出了解析形式的地球靜止衛(wèi)星連續(xù)小推力作用方程，根據(jù)電推進(jìn)位保控制的控制飲數(shù)多、參數(shù)變化區(qū)間小的特點(diǎn)，將本文建立的平根外推模型進(jìn)一步擬平均化，得到計(jì)算效率更高的線性時(shí)變模型。設(shè)計(jì)了地球靜止衛(wèi)星電推進(jìn)位保的控制策略，給出了對(duì)應(yīng)的

4、控制序列優(yōu)化求解模型，基于無(wú)控條件下模型的預(yù)報(bào)和軌道要素的控制約束，用序列二次規(guī)劃方法對(duì)控制量和控制時(shí)間進(jìn)行最優(yōu)化求解。
　　研究了電推進(jìn)平臺(tái)地球同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化問(wèn)題。在動(dòng)力學(xué)模型中考慮了地球J2項(xiàng)攝動(dòng)，基于極大值原理本文推導(dǎo)了最優(yōu)變軌控制律以及最優(yōu)軌道轉(zhuǎn)移的一階必要性邊界條件，采用了推力幅值延拓技術(shù)和牛頓下山法對(duì)最優(yōu)控制兩點(diǎn)邊值問(wèn)題求解。仿真算例表明本文方法的有效性，相對(duì)已有結(jié)果性能指標(biāo)可以提升5％左右。
　　綜上，針