航天動(dòng)力學(xué)與控制系列叢書--空間多目標(biāo)交會(huì)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法
定 價(jià)：128 元
叢書名：航天動(dòng)力學(xué)與控制系列叢書
- 作者：張進(jìn)、朱閱訸 著
- 出版時(shí)間：2024/10/1
- ISBN：9787122451354
- 出 版 社：化學(xué)工業(yè)出版社
- 中圖法分類：V412.4
- 頁(yè)碼：205
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開精
空間多目標(biāo)交會(huì)可提高在軌服務(wù)與深空探測(cè)等航天任務(wù)的回報(bào)，降低任務(wù)平均成本，逐漸受到各航天機(jī)構(gòu)青睞。其軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化存在復(fù)雜的離散與連續(xù)變量耦合，極具挑戰(zhàn)，相關(guān)問題經(jīng)常出現(xiàn)在國(guó)際和全國(guó)空間軌道設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目中，也是近年航天器軌道設(shè)計(jì)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。本書作者在空間交會(huì)領(lǐng)域有豐富的科研及工程經(jīng)驗(yàn)，也曾多次參加空間軌道設(shè)計(jì)競(jìng)賽并取得了優(yōu)異成績(jī)。本書總結(jié)了作者及所在團(tuán)隊(duì)的部分研究成果，內(nèi)容共分為6章。第1章闡述問題背景和研究現(xiàn)狀;第2章介紹基礎(chǔ)模型和算法;第3章關(guān)注單目標(biāo)交會(huì)，包括攝動(dòng)交會(huì)軌跡優(yōu)化與速度增量估計(jì);第4章關(guān)注多星補(bǔ)給任務(wù)，包括多航天器交會(huì)服務(wù)任務(wù)、星座補(bǔ)給重構(gòu)任務(wù)、考慮目標(biāo)配合的多航天器合作加注任務(wù)等的軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化;第5章關(guān)注多空間碎片清除任務(wù)，包括“一對(duì)多”式碎片清除任務(wù)與“多對(duì)多”式大規(guī)模碎片清除任務(wù)的軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化;第6章是含引力輔助的多星探測(cè)任務(wù)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
本書可為航天動(dòng)力學(xué)、航天器軌跡優(yōu)化、航天任務(wù)總體設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的研究人員提供有益參考，也可為相關(guān)領(lǐng)域研究生入門提供助益。
第1章 緒論 1
1.1 研究背景2
1.2 研究現(xiàn)狀5
1.2.1 交會(huì)軌跡規(guī)劃5
1.2.2 多星交會(huì)任務(wù)規(guī)劃8
參考文獻(xiàn)11
第2章 基礎(chǔ)模型與算法 16
2.1 時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系17
2.1.1 時(shí)間系統(tǒng)17
2.1.2 坐標(biāo)系19
2.2 攝動(dòng)交會(huì)動(dòng)力學(xué)模型21
2.2.1 地心系攝動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程21
2.2.2 多引力體真實(shí)星歷模型23
2.2.3 C-W 線性相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程23
2.2.4 極坐標(biāo)系相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程24
2.2.5 軌道要素差分相對(duì)動(dòng)力學(xué)方程26
2.2.6 Lambert交會(huì)動(dòng)力學(xué)模型30
2.3 規(guī)劃問題基本概念與模型31
2.3.1 一般規(guī)劃問題31
2.3.2 組合優(yōu)化問題32
2.4 多目標(biāo)交會(huì)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化問題分析與建模36
2.4.1 問題類型36
2.4.2 模型框架分析37
2.4.3 各層問題模型38
2.4.4 問題建模流程41
2.5 規(guī)劃算法42
2.5.1 蟻群算法42
2.5.2 遺傳算法46
2.5.3 差分進(jìn)化算法51
參考文獻(xiàn)57
第3章 攝動(dòng)交會(huì)軌道設(shè)計(jì)與分析方法 59
3.1 基于解析攝動(dòng)的交會(huì)速度增量特性分析60
3.2 攝動(dòng)交會(huì)最優(yōu)速度增量變化規(guī)律分析64
3.3 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的攝動(dòng)交會(huì)最優(yōu)速度增量估計(jì)方法67
3.3.1 估計(jì)流程68
3.3.2 數(shù)據(jù)集生成方法69
3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與訓(xùn)練方法70
3.3.4 算例72
3.4 機(jī)動(dòng)受限的攝動(dòng)交會(huì)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法83
3.4.1 典型攝動(dòng)交會(huì)任務(wù)83
3.4.2 建模分析與求解分析85
3.4.3 遠(yuǎn)距離導(dǎo)引機(jī)動(dòng)規(guī)劃86
3.4.4 目標(biāo)調(diào)相機(jī)動(dòng)規(guī)劃94
參考文獻(xiàn)106
第4章 多星補(bǔ)給任務(wù)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化 108
4.1 多航天器交會(huì)服務(wù)與補(bǔ)給問題109
4.1.1 多航天器交會(huì)服務(wù)任務(wù)109
4.1.2 星座補(bǔ)給重構(gòu)任務(wù)110
4.1.3 多航天器合作加注任務(wù)112
4.1.4 建模分析與求解分析116
4.2 多航天器交會(huì)服務(wù)編排117
4.2.1 編排問題模型117
4.2.2 分層-混合式求解策略118
4.2.3 算例119
4.3 星座補(bǔ)給重構(gòu)編排123
4.3.1 編排問題模型123
4.3.2 分層-混合式求解策略124
4.3.3 算例125
4.4 多航天器合作加注編排134
4.4.1 編排問題模型135
4.4.2 分層-混合式求解策略136
4.4.3 算例138
參考文獻(xiàn)143
第5章 多空間碎片清除任務(wù)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化 144
5.1 規(guī)劃問題與模型145
5.1.1 “一對(duì)多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃模型146
5.1.2 “多對(duì)多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃模型147
5.2 “一對(duì)多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃方法149
5.2.1 問題特性與求解思路分析149
5.2.2 “一對(duì)多”序列規(guī)劃蟻群算法152
5.2.3 分步規(guī)劃流程159
5.2.4 算例159
5.3 “多對(duì)多”碎片清除任務(wù)規(guī)劃方法170
5.3.1 問題特性與求解思路分析170
5.3.2 “多對(duì)多”序列規(guī)劃蟻群算法171
5.3.3 “多對(duì)多”碎片清除任務(wù)總體規(guī)劃方法177
5.3.4 算例179
參考文獻(xiàn)185
第6章 含引力輔助的多星交會(huì)軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化 187
6.1 引力輔助優(yōu)化模型188
6.1.1 引力輔助機(jī)動(dòng)分析模型188
6.1.2 引力輔助機(jī)動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型189
6.2 多小行星順訪的引力輔助序列規(guī)劃方法191
6.2.1 規(guī)劃模型192
6.2.2 算例192
6.3 高精度多引力輔助軌跡規(guī)劃方法196
6.3.1 B平面制導(dǎo)196
6.3.2 高精度引力輔助模型198
6.3.3 高精度多引力輔助軌跡規(guī)劃199
6.3.4 算例202
參考文獻(xiàn)205
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