廢棄衛(wèi)星返回的燃料質(zhì)量—時間優(yōu)化研究.pdf

1、空間碎片以及廢棄衛(wèi)星對在軌運行的航天器是一個不容忽視的重大安全隱患,因此需要采取一定的措施使空間碎片或廢棄衛(wèi)星脫離原軌道而進入大氣層燒毀掉,即衛(wèi)星返回離軌。返回離軌的方式有多種,但目前應(yīng)用最為成熟的是采用噴氣變軌的方法進行返回離軌。我國對這方面的研究還很少,從航天事業(yè)的發(fā)展來看,開展這方面的研究工作是十分必要的。
　　本文對采用噴氣變軌方式進行離軌的方法進行了研究。
　　在該離軌方式中,我們最關(guān)心的是衛(wèi)星返回所用的時間和燃料

2、都應(yīng)該盡量的少,因此本文采用優(yōu)化理論對二者進行優(yōu)化。具體工作如下:1.離軌返回優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型的建立。圍繞平面情況下飛行器最佳變軌路徑這一主題,對力學(xué)模型進行了簡化,建立了飛行器運動微分方程,并加以無量綱化處理。結(jié)合優(yōu)化理論,給出了優(yōu)化形式的數(shù)學(xué)描述模型。分析了模型取極值的各種條件。2.應(yīng)用極大值原理和最優(yōu)控制原理對燃料質(zhì)量和時間進行雙目標優(yōu)化。對離軌返回問題的極值條件、邊界條件進行了分析,并且針對未定時間和固定時間兩種情況進行了仿真,