一、Impulsive orbit control for spacecraft around asteroid（论文文献综述）
张松[1]（2021）在《近小天体轨迹控制方法研究》文中研究说明目前,人们对小行星和彗星等小天体的交会任务越来越感兴趣。在这样的任务中,由于引力场的不规则,航天器绕小天体的运动受到强烈扰动,对于半径较小的小天体,太阳辐射压力通常会成为主要扰动项。因此在小行星附近进行轨迹控制极其困难。常用的近小天体轨迹控制方法有悬停控制和周期轨道控制,针对这两类近小天体轨迹控制方法,本文研究了仅利用高度测量的悬停控制方法和基于速度脉冲的周期轨道设计与维持控制方法,主要研究内容如下:首先,建立了小天体探测任务中几种常用的坐标系,并基于小天体的三轴椭球模型求取了其球谐系数,建立小天体的引力场模型,进一步对适用于悬停控制的固连坐标系下动力学模型和适用于周期轨道的希尔坐标系下动力学模型进行建模,为后文的研究工作打下了基础。其次,针对小天体的悬停控制问题,对理想控制器进行稳定性分析,获得了稳定区域,考虑到理想控制器在工程上难以实现,本文对仅利用高度测量的两种相对静止轨道控制方法进行了研究,其一是通过在小行星的准引力方向上施加推力的GDTS（Gravitational Direction Thrusting Sensing）控制器,其二是通过在探测器的标称引力加速度方向施加推力的IATNS（Initial Acceleration Thrusting and Normal Sensing）控制器,并且基于小行星Eros433的三轴椭球体模型,对这两种控制器进行了仿真验证。最后,针对受强太阳辐射的小天体轨道设计问题,采用了基于速度脉冲的周期轨道设计和维持控制方法。根据探测器运动方程的对称性设计周期轨道并计算速度脉冲,分析了初始条件对速度脉冲、轨道周期及轨道形状的影响;利用状态转移矩阵对轨道的稳定性进行了分析,并提出了一种轨道维持控制方法,通过每圈一次的脉冲反馈控制,可以使不稳定轨道获得渐近稳定性。
管凯颜[2]（2021）在《不同质量航天器在连续推力下快速协同交会探讨》文中进行了进一步梳理航天器轨迹优化是贯穿航天器全寿命周期的重要问题,其研究对延长航天器在轨运行寿命,增大执行任务能力等,具有重要的实践意义。优化得到燃料或时间等性能指标更优的运行轨迹,可达到有效节省成本的目标。本文以航天器需快速完成交会任务为研究背景。交会方式共有两种:主被动交会与协同交会。在现有的空间活动中,当执行的空间交会任务有时间的限制,此时,虽然航天器可通过主被动交会完成航天任务,但主被动交会会面临两个问题:一是主动航天器在规定时间内是否有足够的优化空间;二是航天器燃料携带量是否能够支持整个交会任务。基于上述两个问题,本文将研究两航天器的协同交会问题。一直以来有关航天器协同交会的研究受限于质量相同（或接近）的航天器,对于质量不同的航天器由于在燃料最优控制的目标下显见以质量较轻的航天器机动更合理一些,在早期的相关研究中曾断言协同交会问题在质量不同的航天器之间是“没有意义的”。本文以燃料消耗最少为优化性能指标,研究两个航天器在质量不同时执行空间紧急任务,两种交会方式的不同表现。轨迹优化方法采用间接法,通过引入待定的拉格朗日乘子向量函数,利用庞特里亚金极值原理求解哈密顿函数极小值得到最优控制率以及控制变量受约束的两点边值问题,进而通过数值方法求解非线性方程。间接法虽然理论已经成熟,但要求解航天器协同交会轨迹优化问题还需要解决众多问题。其中,间接法需要求解打靶函数,但打靶函数对初值精度要求极高,因此需要采取一系列方法增大猜测值落在函数收敛域内的概率。对于上述问题,首先针对协态变量缺乏物理意义,且范围是不可知的问题,本文采用对协态变量归一化的方法将其限定在一个可知范围内。其后,采用QPSO算法与SQP算法串联使用的策略,一方面通过QPSO算法在可行区间内大范围寻优,结果作为SQP算法的迭代初值进行局部寻优,另一方面先通过QPSO算法初步寻优得到初始迭代点,可缓解SQP算法对初始点的敏感性,增大算法的收敛速度,得到更精确的打靶函数初值。最后将该初值作为迭代初始值,引入一种平滑处理技术—同伦技术对bang-bang控制问题进行平滑处理,令ε=1得到能量最优问题的初始值,让ε以指数递减的形式逐步迭代至ε=0的燃料最优问题,由此解决最优容许控制不连续问题。本文分别对共面和异面连续推力模型进行优化仿真,对应三种时间限制集合,即无时间限制（或足够长时间限制）、合理时间限制和短时间限制。仿真结果显示,当两个航天器质量不同情况下,当交会时间没有限制时,最优交会方式为主被动交会;在合理的时间限制内,最优交会方式以协同交会为更合理的方案,燃料消耗由两个航天器进行分担;当需要完成紧急空间任务,交会时间限制在短时间内,主被动交会通常无法完成交会,但协同交会虽然燃料消耗增加,但总能完成交会任务。航天器燃料携带量是有限制的,因此需要考虑质量轻的航天器是否有足够的燃料支持完成交会任务,本文探讨对航天器可消耗的燃料添加干预是否可行。仿真结果显示,通过对质量较轻的航天器施加燃料干预,总燃料消耗会有所增加,但能有效减少质量轻的航天器燃料消耗,让航天器燃料消耗量相比于燃料携带量更合理。
王伟[3]（2020）在《小行星探测轨道设计优化与自主导航算法研究》文中研究说明小行星探测聚焦宇宙生命起源等重大科学问题,一直是深空探测的重点和热点。开展小行星探测,对于探索生命起源、研究太阳系起源和演化、保护地球安全具有重要意义。小行星数量众多,具有弱引力、形状不规则、动力学环境复杂等特征,给小行星探测器的轨道设计优化与自主导航系统设计带来了新的技术挑战。本文以我国未来的小行星探测任务为背景,针对双小行星探测中的特殊问题,开展小推力轨道优化与自主导航关键技术研究。根据动力学特征的不同将小行星探测过程划分为巡航段和环绕段,并分别针对这两个过程的轨道设计优化以及由此引起的自主导航方面的问题进行深入研究,主要研究工作包括:定义小行星探测任务中常用的坐标系,建立巡航段轨道动力学模型,在二体动力学模型的基础上,建立瞬时引力辅助模型、变模式电推进推力模型,并进行归一化处理;建立双小行星捕获段、环绕段的三体动力学模型,推导并分析其主要动力学特征,为后续章节的研究提供理论支撑。针对多天体借力的小推力转移轨道设计与优化问题,提出一种串联式组合优化策略。首先基于改进的能量状态图搜索可能的借力序列,然后利用粒子群算法得到全局最优的脉冲转移轨道,最后以脉冲转移轨道为初值,通过直接法求解小推力转移轨道优化问题。仿真分析表明,所提的优化策略能够充分发挥粒子群算法的全局最优性和直接法对初值不敏感的特性,得到满足工程约束的小行星探测转移轨道,为求解多天体借力小推力转移轨道设计与优化问题提供了一种有效的方法和途径。针对巡航段采用小推力变轨带来的推力模型不确定性等问题,提出了改进的自适应交互式多模型无迹卡尔曼滤波算法,克服了模型集合先验信息不准确对导航精度的影响,以较少的模型个数实现对导航系统状态的覆盖,克服了模型集合先验信息不准确对导航精度的影响,数值仿真表明,位置估计精度和速度估计精度有明显提升,组合导航系统的鲁棒性和抗干扰能力大幅提高。针对双小行星系统探测捕获过程的轨道设计与优化问题,提出了一种利用双小行星系统特殊的动力学特性进行捕获轨道设计的方法,通过零速度曲线将具有正惯性能的日心轨道和具有负惯性能的环绕轨道连接,通过打靶零速度曲线来提高惯性能的变化量,然后在远拱点施加一个小的速度增量使探测器进入一个有界的环绕轨道,并通过引入旋转质量偶极子模型将提出的捕获策略扩展应用于狭长型小行星。针对双小行星探测环绕段相对自主导航问题,利用双小行星自转角速度参数建立双小行星动力学递推模型,提出了不依赖测距信息的环绕段相对自主导航方法,采用双小行星的视线角作为导航量测量,克服视线矢量信息受探测器姿态指向精度影响的问题,通过测角测速组合导航解决观测盲区的导航滤波发散问题;提出了一种通过迭代判断实现双小行星动力学递推初值修正方法,显着提升了双小行星动力学递推初值的估计精度。
杜向南,杨震[4]（2020）在《航天器单脉冲机动可达域求解算法》文中提出航天器轨道机动可达域是表征其在未来时间可能到达空间位置集合的有效方式,对维护航天器在轨安全、改善空间态势感知能力具有重要意义.现有关于可达域计算的方法仍然存在模型复杂、初值敏感性高导致计算效果较差等缺点,因此有必要发展更加简洁有效的可达域包络求解算法.本文基于近心点坐标系建立了基于未来可达位置矢量极值求解的可达域求解模型,首先定义任意指向的矢量描述方法并给出未来该指向位置是否可达的判据;其次,设置转移轨道面内机动方位角,将可达域求解问题转化为当前可达位置矢量方向的单变量极值求解问题,利用极值点处可达域包络面函数梯度需为零的条件确定转移轨道面机动方位角的取值,从而确定航天器的轨道机动可达域;此外根据二体轨道动力学特性,利用包络的对称性减少可达域求解计算量;最后通过蒙特卡洛打靶仿真对提出的可达域求解方法进行仿真验证.结果表明,本文方法对航天器单脉冲轨道机动可达域的计算结果与蒙特卡洛打靶仿真吻合良好,模型更加简洁且计算精度优于现有方法.
郭建宇[5]（2020）在《基于双基不变流形法的平动点轨道设计及保持策略研究》文中指出开展深空探测对于科技进步和人类文明的发展具有显着的作用和意义,能帮助人类了解太阳系及宇宙的起源、演变和现状。而利用平动点技术进行深空探测可以帮助我们实现这些目标。平动点是圆型限制性三体问题（CR3BP）中的动平衡点,具有丰富的动力学特性,其附近存在的轨道是观测太阳活动和探索宇宙进行科学研究的绝佳位置。本文以此为背景,针对平动点附近的Halo周期轨道和Lissajous拟周期轨道,采用双基不变流形的方法对轨道的设计和保持进行探究。首先,介绍了本文所涉及到的坐标系统以及不同坐标系之间的转换方法,以圆型限制性三体模型为基础进行了分析,给出了地月系统无量纲模型和日地系统有量纲模型的动力学方程的详细推导过程,得到为后续探究轨道设计和轨道保持及轨道转移奠定了基础。其次,介绍了平动点附近周期轨道和拟周期轨道的数值设计方法,包括状态转移矩阵、微分修正和二级微分修正。通过双基不变流形的方法得到非线性的多项式关系和降阶的动力学方程。利用振动理论对周期轨道进行分析,选取两个方向运动作为主运动,另外一个方向的运动通过展开的多项式关系被表示出来,这样建立三个方向之间的非线性关系。这种非线性关系可以反应出周期轨道运动的内在动力学特性。并且可以把关系式作为新的约束条件应用到轨道设计当中,以及平动点的轨道保持中。然后,采用Linstedt-Pincare摄动的方法求解降阶动力学方程,得到Halo和Lissajous轨道的三阶近似解析解。通过轨道数值设计方法修正得到准确的周期轨道,并利用多项式关系作为约束条件进行轨道保持,并给出轨道的仿真结果。通过地月系统和日地系统,以及带有月球扰动的有量纲模型来进行模拟仿真验证所提出的方法的正确性。最后讨论了平动点附近周期轨道相联系的不变流形轨道理论和具体的计算方法。不变流形轨道具有不需要能量消耗的轨道转移特性,是设计转移轨道的重要理论基础。本文的轨道设计具体分为一次冲量轨道转移和霍曼二次冲量轨道转移两种方案。并且地月限制性三体模型作为典型案例进行模拟分析,给出时间、能量消耗以及轨道转移时间等轨道参数。通过异宿轨道寻找到一条可以由地球转移到地月L2平动点附近的Halo周期轨道的路径。
王有亮[6]（2018）在《卫星编队飞行相对轨迹优化与控制》文中认为编队卫星通过星间协同实现数据的获取、处理、分析,可以完成许多复杂的空间任务,在空间科学、空间应用、空间安全等领域具有广阔的应用前景。目前主要朝着微纳卫星低成本大规模编队飞行和深空轨道高精度编队两个方向发展。卫星编队飞行动力学与控制的基础是设计良好的几何构型,核心是要编队卫星的自主控制。本文从编队构型设计、编队飞行解析控制、编队重构的轨迹优化和编队飞行协同控制四个方面进行了研究。主要内容包括以下几个方面:首先,在编队飞行动力学与构型设计方面:针对近地轨道的编队飞行任务,采用无奇异轨道根数推导了J2摄动下构型参数变化的解析表达式,介绍了J2摄动下构型的稳定条件及构型设计方法,为构型保持控制奠定了理论基础;针对深空大尺度编队飞行构型设计,基于轨道要素差描述的相对运动方程,推导了考虑其他天体摄动和多任务约束的构型优化模型,将其转化为构型参数空间内寻找函数最小值的优化问题,并结合差分进化算法和序列二次规划算法得到了满足空间引力波探测任务约束的等边三角形构型。其次,在编队相对运动轨迹优化方面:针对J2摄动下的多脉冲编队轨迹优化,推导了考虑J2摄动和轨道面内外耦合的无奇异偏差动力学方程,采用遗传算法和序列二次规划算法求解了该混合整数优化问题,并和基于非线性脉冲的轨迹优化方法及J2摄动下的主矢量理论进行对比,验证了结果的可行性;针对第三体摄动模型下的电推进轨道转移任务,基于庞特里亚金极大值原理推导了最优控制的必要性条件和解析梯度矩阵,通过同伦法求解了该问题;同时,针对空间引力波探测的轨道优化任务中,以最省能量为原则建立了考虑燃料均衡和三体摄动,同时优化逃逸参数的转移轨道优化模型。然后,在编队解析构型控制方面:针对近地轨道松散的构型维持任务,采用平均相对速度表示编队构型的漂移率,推导了平均相对速度和脉冲速度增量之间的解析表达式,提出了一种只需要星间测距信息的解析控制策略,具有计算量小、适合星载计算的优点;针对快速碰撞预警与规避任务,提出了基于牛顿迭代的碰撞预警算法和碰撞规避算法,仿真表明了算法的有效性;此外,阐述了编队卫星法向机动引起切向漂移的机理,并提出了一种解析的切向补偿方法,并以某磁层探测任务为例进行了仿真验证。最后,在编队协同控制方面:针对多星近地轨道编队飞行,基于虚拟结构和一致性理论的设计了编队飞行构型维持控制的分布式系统架构,通过构型设计原理推导了协同变量实例化方法,并结合线性二次型控制和伪速率控制实现了控制序列的“开关”控制,仿真表明,对于双向环状网络通信拓扑,一致性协议可以保证编队得到持续的协作信息从而实现渐近达到一致。
杨震[7]（2018）在《非线性轨道机动瞄准与偏差演化分析方法》文中研究指明作为轨道动力学与控制经典边值问题与初值问题的延伸,航天器“轨道机动瞄准”与“轨道偏差演化”是航天领域受到广泛关注与持续研究的理论问题,也是空间操作控制与空间目标碰撞预警任务中基础的使能技术。现有对这两大问题的研究大量基于二体轨道、线性化等假设条件,对实际任务中的摄动与偏差因素考虑不足。本文围绕这两个基础科学问题,对摄动轨道机动瞄准、非线性偏差演化分析与不确定性鲁棒轨道优化展开系统研究。全文以非线性为核心,以轨道机动瞄准、偏差演化分析及鲁棒轨道优化为基本点,以航天器绝对轨道运动与相对轨道运动问题为具体应用对象。论文获得的主要研究成果如下:（一）提出了基于同伦迭代的摄动多圈Lambert算法。1)针对航天器绝对轨道转移问题,采用同伦法由二体解逐步逼近到摄动解,提出了基于同伦迭代的摄动多圈Lambert算法,解决了现有方法对长时间摄动轨道转移难收敛的问题;2)采用同伦摄动多圈Lambert算法化解非线性等式约束,建立了多脉冲机动可行解迭代优化模型,用于求解最优轨道转移方案;3)所提方法可有效求解长时间、远距离的轨道转移问题,且能考虑各种摄动影响,更加贴近工程实际。（二）推导了考虑J2摄动的解析非线性相对运动方程与非线性相对轨道机动瞄准算法。1)针对航天器相对运动问题,同时考虑J2摄动、轨道偏心率及二阶非线性项三大主要因素,采用几何法推导了一组解析非线性的相对运动方程;2)基于该解析非线性方程,建立了求解航天器相对轨道转移问题的非线性机动瞄准算法;3)所提方法对相对轨迹预报与相对轨道转移问题的求解精度高于现有解析方法,且适用于具有较大偏心率与较大分离距离的长时间相对轨道运动问题。（三）提出了基于状态转移张量与高斯和模型的非线性偏差演化分析方法。1)考虑偏差在实际动力系统中传播的非线性、非高斯特性,用多个高斯分布的加权和（即高斯和）表征非高斯偏差概率密度函数,给出了高斯和模型的分割与合并方法。2)对动力系统的状态演化进行高阶非线性逼近,针对绝对轨道运动和相对轨道运动分别推导了数值及解析的状态转移张量,进一步推导了脉冲机动下可传递的状态转移张量;3)结合状态转移张量与协方差分析方法,推导了偏差统计矩的解析非线性传播方程;4)结合高斯和模型,采用状态转移张量预报子高斯分布均值及协方差矩阵,建立了偏差概率密度函数的解析非线性演化方程。（四）提出了考虑不确定性的非线性鲁棒轨道优化方法。1)考虑实际飞行任务中的偏差因素及重定轨、变轨任务重规划等闭环轨道控制过程,定义了评价轨道鲁棒性的指标体系;2)综合燃料与鲁棒指标,提出了考虑轨道重规划的非线性鲁棒轨道优化方法;3)采用提出的摄动轨道机动瞄准算法求解燃料指标,采用提出的非线性偏差演化方法计算鲁棒指标,优化获得了兼具燃料最优和轨道鲁棒性的变轨方案,新方法可显着提高轨道交会的终端精度。论文通过对非线性轨道动力系统的机动瞄准算法、偏差演化方法、鲁棒优化方法等问题展开研究,建立了较为系统的不确定性非线性轨道分析设计理论模型与算法。提出了以混合状态转移张量与高斯和模型为核心的非线性轨道偏差演化分析方法,揭示了轨道偏差演化的本质规律;提出了考虑摄动影响的非线性轨道机动瞄准算法与考虑偏差影响的鲁棒轨道优化方法,可为解决非线性轨道设计与控制问题提供新颖的、更为有效的思路和手段。
李玉玲[8]（2018）在《面向空间攻防的攻击轨道优化技术研究》文中认为空间技术的发展极为迅速,在现代化战争中空间平台的作用愈来愈显着。各国都在大力地研发空间技术和空间武器,以提高本国在信息化战争中的实力。本课题以空间攻防中采用反卫星拦截为背景,对拦截卫星的攻击轨道规划及控制方法展开研究。课题的研究内容主要有以几个方面:首先,针对“单-单”态势下的拦截卫星攻击轨道优化问题,以配备脉冲火箭的脉冲推力卫星和配备电推进的连续推力卫星为对象,利用遗传算法对这两种机动方式的拦截卫星攻击轨道优化问题展开研究。建立目标卫星的动态防御模型,针对拦截卫星轨道机动特点,将脉冲式推力模型转化成拦截卫星特征速度;将连续小推力模型简化为拦截卫星的推进系统在参考轨道坐标系中姿态角,设计了一种可变长实数遗传编码。将遗传算法的遗传算子和适应度函数进行优化设计,并且仿真验证遗传算法的有效性。其次,针对“多-多”态势下的拦截卫星协同攻击轨道优化问题,提出了一种基于自适应遗传算法的多星协同攻击轨道规划方法。采用拦截卫星团队预计抵达目标位置所需时间为协同变量;以攻击轨道的安全性为协同约束;以路径代价函数为协同函数。实现多拦截卫星同时击中目标,提高整体作战效能及任务成功率。并且将遗传算法的运行参数及遗传算子进行了优化设计,增强算法的自适应能力。仿真说明了该方法的能够满足拦截任务的要求。再次,针对目标机动逃逸的拦截卫星攻击轨道优化问题,提出了一种协同进化算法解决固定对抗时间下两航天器的三维空间追逃问题。根据纳什均衡思想,将复杂的双边最优规划问题转化为对纳什均衡点的搜索,使系统模型得到简化。以两航天器的相对距离作为支付函数,建立算法的适应度函数,对协同算子进行改进。分别对共面轨道和异面轨道下两航天器追逃路径进行仿真分析,同时得到追逃过程中二者控制加速度随时间的变化情况。仿真得出,当对抗双方为共面轨道时,其最优的追逃策略仍然在共面轨道上产生。最后,当采用电磁干扰等方式摧毁目标卫星通讯系统时,需使拦截卫星停靠在目标卫星附近,因此,针对持续悬停绕飞干扰轨道规划问题,对悬停轨道构型保持的控制力方程及燃耗估计进行分析,在常值推力作用下利用幂级数法对系统近似求解。在悬停距离一定的条件下,以燃耗最优为原则,利用遗传算法规划出航天器悬停的最佳位置,从而计算构型保持所需的控制力。以相对位置和相对速度为状态量,建立悬停过程中的误差状态方程,在此开环控制的基础上,利用LQR控制设计反馈控制律,实现悬停保持过程中两航天器的相对位置及相对速度的精确控制。仿真验证了本文所提出的悬停轨道控制方法具有一定的抗干扰性。
刘银雪[9]（2017）在《小行星近距离探测交会轨迹规划与任务轨道设计》文中认为小行星探测具有重要的科学价值和工程意义,是未来深空探测的热点之一。小行星近距离探测轨迹规划问题是小行星探测任务的核心内容。小行星存在形状不规则、质量分布不均和周围力学环境复杂等问题,这些问题给小行星近距离探测轨迹规划带来了众多挑战。本学位论文以小行星近距离探测任务轨迹规划为主要研究内容,研究了小行星探测任务中的近距离逼近、悬停及绕飞轨道设计问题。首先,针对摄动影响下的小行星近距离逼近轨道进行研究。基于滑移制导策略设计了多脉冲逼近轨道,将逼近轨道分为若干段,并通过相对运动方程推导出各段所需施加的脉冲大小,从而实现任意位置、任意方向的近距离逼近过程。在此基础上,提出了分段两脉冲修正和整体重构设计两种轨道修正策略,该策略可用于修正摄动引起的位置误差。针对小行星引力场范围内的逼近过程,本文基于对偶-内点法优化设计了燃料最优多脉冲逼近轨道,并通过分析逼近过程中速度增量的分布规律给出了逼近轨道的设计依据。然后,在小行星相对系和本体系下分别研究了定点悬停及区域悬停控制方法。对于定点悬停问题,考虑了推力饱和约束,在相对系下设计了基于闭环连续控制的悬停策略。基于高阶滑模控制方法,在小行星本体系下设计了任意位置的悬停控制策略。对于区域悬停问题,提出一种基于打靶法的悬停控制策略,通过在区域边界施加有限次脉冲实现小行星附近的区域悬停保持。其次,分别研究了小行星引力场外和引力场内的绕飞轨道设计方法。对于引力场外的远距离绕飞问题,采用自然周期绕飞轨道作为任务轨道,分析了摄动力作用下绕飞轨道的稳定性,提出了基于闭环连续控制和基于脉冲控制的两种轨道保持策略。对引力场内的近距离绕飞问题,基于小行星多面体模型确定了引力场球谐系数,推导了设计小行星冻结轨道的必要条件,并研究了冻结轨道在非球形摄动下的稳定性。最后,以小行星1998ML14为探测目标,实现了小行星探测任务的全过程仿真分析。给出地球-小行星转移轨道,小行星近距离逼近、绕飞和悬停轨道,并将各段轨道相拼接,以实现完整的探测任务。通过算例仿真验证了该设计方法的可行性。
朱啸宇[10]（2017）在《基于空间燃料站的圆轨道航天器在轨加注服务调度算法》文中研究表明随着空间交会对接技术的不断成熟,航天器在轨服务技术已经成为航天器在轨故障修复、设备更新升级、延长在轨寿命以及太空军事对抗的重要手段,在轨燃料补给（以下简称在轨加注）作为在轨服务的重要形式之一,近年来已成为未来空间探测任务的研究热点,随着技术的不断进步,在轨加注已经成为世界航天事业可持续发展的重要保障技术,因而受到各航天大国越来越多的关注。针对近年来高能耗、周期长的空间探测任务时,利用轨道转移飞行器与空间站,模拟地面运输系统,构建太空运输网,将极大的提高该类任务的经济效益。综合国内外对该领域的研究情况,基于空间燃料站在轨加注任务具有很大的研究价值与科学意义。本文总结了基于空间燃料站在轨加注模式下的近地空间任务、GEO航天器任务、地月轨道任务、小行星勘测任务以及深空探测任务等任务模式和运输网络构成。结合各国基于空间燃料站的任务构想,探讨了基于空间燃料站技术的在轨加注任务的可行性,将空间燃料站技术与“一对多”在轨加注技术这二者相结合,重点开展了以多个圆轨道航天器为在轨加注对象的基于空间燃料站的在轨加注任务调度及优化算法问题研究。首先,针对不同空间轨道的目标航天器与不同的空间探测活动,结合轨道机动与交会问题,给出较为合理的空间交会路径规划以及速度增量、转移时间等目标优化参数,将复杂系统简化为多目标优化问题和整数规划问题;然后,将空间燃料站技术与运输系统理论相结合,对基于燃料站的在轨服务模式进行了研究,提出了一种基于聚类分析的圆轨道航天器空间燃料站部署问题;之后,分析了任务的数学模型,基于传统在轨加注策略,以圆轨道航天器为例,梳理在轨加注任务中的变量和约束条件,分析了空间燃料站的部署策略,构建了圆轨道航天器在轨加注任务调度模型,并基于模拟退火、遗传、模拟植物生长等智能算法,研究了圆轨道航天器在轨加注任务调度算法,得到了优化的服务顺序和该顺序下的时间分配策略;最后,利用MATLAB/STK仿真软件对任务调度算法进行了数值仿真,结果表明算法能够解决加入空间燃料站对传统在轨加注任务调度的影响。
二、Impulsive orbit control for spacecraft around asteroid（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Impulsive orbit control for spacecraft around asteroid（论文提纲范文）
（1）近小天体轨迹控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 小天体及其探测任务概述 |
| 1.2.2 小行星引力场建模研究现状 |
| 1.2.3 小行星附近悬停控制方法研究现状 |
| 1.2.4 小行星附近周期轨道研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 小行星引力场及探测器动力学 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用坐标系 |
| 2.2.1 小行星固连坐标系 |
| 2.2.2 小行星惯性坐标系 |
| 2.2.3 希尔坐标系 |
| 2.3 不规则小行星引力场建模 |
| 2.3.1 球谐函数引力场模型 |
| 2.3.2 多面体引力模型 |
| 2.4 小行星固连系下的探测器动力学建模 |
| 2.5 希尔坐标系下的三体动力学模型 |
| 2.5.1 圆型限制性三体问题 |
| 2.5.2 希尔问题 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 探测器悬停控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 悬停控制的稳定性 |
| 3.3 悬停控制方法 |
| 3.3.1 准引力方向上施加推力的GDTS方法 |
| 3.3.2 沿标称加速度方向上施加推力的IATNS方法 |
| 3.4 数值仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于速度脉冲的小行星周期轨道设计与控制方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 周期轨道设计与分析 |
| 4.2.1 轨道设计方法 |
| 4.2.2 周期轨道分析 |
| 4.3 轨道控制方法 |
| 4.3.1 状态转移矩阵的定义和计算方法 |
| 4.3.2 周期控制 |
| 4.3.3 脉冲控制 |
| 4.4 稳定性分析 |
| 4.4.1 稳定性条件 |
| 4.4.2 轨道控制下的稳定性分析 |
| 4.5 仿真结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）不同质量航天器在连续推力下快速协同交会探讨（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 航天器轨道动力学建模 |
| 2.1 二体问题模型 |
| 2.2 坐标系与状态变量 |
| 2.2.1 常用坐标系 |
| 2.2.2 状态向量 |
| 2.3 不同坐标系的航天器轨道动力学模型 |
| 2.3.1 惯性坐标系下的轨道动力学模型 |
| 2.3.2 经典轨道要素形式下的轨道动力学模型 |
| 2.4 航天器发动机推力模型 |
| 2.5 状态变量单位无量纲化处理 |
| 第3章 最优控制理论的应用 |
| 3.1 连续系统的庞特里亚金极值原理 |
| 3.2 航天器协同交会最优控制模型 |
| 3.3 轨迹优化方法 |
| 第4章 间接法求解最优控制问题 |
| 4.1 解决燃料最优bang-bang控制问题 |
| 4.1.1 平滑处理技术—同伦技术 |
| 4.1.2 新的开关函数 |
| 4.2 优化算法的选择 |
| 4.2.1 协态变量归一化 |
| 4.2.2 约束处理算法 |
| 4.2.3 智能优化算法 |
| 4.2.4 非线性最小二乘法 |
| 4.3 数值积分方法 |
| 4.4 间接法实现流程 |
| 第5章 质量不同的航天器在连续推力下快速远程交会 |
| 5.1 椭圆共面连续推力模型优化仿真 |
| 5.1.1 无时间限制 |
| 5.1.2 时间限制80TU |
| 5.1.3 时间限制50TU |
| 5.2 椭圆异面连续推力模型优化仿真 |
| 5.2.1 无时间限制 |
| 5.2.2 时间限制80TU |
| 5.2.3 时间限制60TU |
| 5.3 连续小推力模型优化仿真 |
| 5.4 椭圆共面燃料干预可行性研究 |
| 5.4.1 无时间限制 |
| 5.4.2 时间限制80TU |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要结论 |
| 6.3 研究展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参与科研情况、论文发表及获奖情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）小行星探测轨道设计优化与自主导航算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展及分析 |
| 1.2.1 小行星探测概况 |
| 1.2.2 小行星探测轨道设计与优化 |
| 1.2.3 小行星探测自主导航方法 |
| 1.3 双小行星探测的特点与技术挑战 |
| 1.4 论文的主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 小行星探测基本动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系定义 |
| 2.3 巡航段轨道动力学模型 |
| 2.3.1 二体动力学方程 |
| 2.3.2 引力辅助模型 |
| 2.3.3 推力模型 |
| 2.4 环绕段轨道动力学模型 |
| 2.4.1 双小行星质心惯性系下的运动方程 |
| 2.4.2 会合坐标系下的运动方程 |
| 2.4.3 圆型限制性三体问题的Jacobi积分 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 巡航段多天体借力小推力转移轨道设计与优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 串联组合式优化策略及流程 |
| 3.3 多天体借力序列搜索 |
| 3.3.1 能量状态图法 |
| 3.3.2 多次借力序列规划 |
| 3.4 基于PSO算法的脉冲转移轨道优化 |
| 3.4.1 算法简介 |
| 3.4.2 优化模型 |
| 3.4.3 优化目标与约束条件 |
| 3.4.4 求解算例 |
| 3.5 基于直接法的小推力转移轨道优化 |
| 3.5.1 算法简介 |
| 3.5.2 优化目标与约束条件 |
| 3.5.3 求解算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 巡航段多模型自适应滤波自主导航 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 导航量测模型 |
| 4.2.1 光学测角导航量测模型 |
| 4.2.2 光谱测速导航量测模型 |
| 4.2.3 可观性分析 |
| 4.3 多模型自适应滤波自主导航 |
| 4.3.1 子滤波器设计 |
| 4.3.2 自适应参数估计 |
| 4.4 仿真与分析 |
| 4.4.1 仿真条件及参数选取 |
| 4.4.2 仿真结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 环绕段双小行星系统低能稳定捕获轨道设计与优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双小行星系统的动力学特征 |
| 5.3 低能量稳定捕获策略 |
| 5.4 仿真与分析 |
| 5.4.1 双小行星Antiope捕获轨道 |
| 5.4.2 狭长小行星Kleopatra捕获轨道 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 环绕段双小行星系统相对自主导航 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 双小行星动力学递推模型 |
| 6.3 导航量测模型 |
| 6.4 导航滤波器设计 |
| 6.5 仿真与分析 |
| 6.5.1 仿真条件及参数选取 |
| 6.5.2 仿真结果及分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于双基不变流形法的平动点轨道设计及保持策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状和发展 |
| 1.2.1 平动点动力学研究现状 |
| 1.2.2 平动点轨道设计研究现状 |
| 1.2.3 平动点轨道保持研究现状 |
| 1.2.4 不变流形转移轨道研究现状 |
| 1.3 课题主要内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 第2章 圆型限制性三体问题相关动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用坐标系 |
| 2.2.1 质心惯性与旋转坐标系 |
| 2.2.2 L_1点旋转坐标系 |
| 2.2.3 坐标系的转换关系 |
| 2.3 地月无量纲模型 |
| 2.4 日地有量纲建模 |
| 2.4.1 旋转系下的运动方程 |
| 2.4.2 L_1点旋转坐标系下的模型表示 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 地月系统轨道设计及保持策略 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平动点轨道数值设计方法 |
| 3.2.1 状态转移矩阵 |
| 3.2.2 微分修正法 |
| 3.2.3 二级微分修正 |
| 3.3 Halo轨道设计与保持 |
| 3.3.1 降阶动力学方程 |
| 3.3.2 Linstedt-Pincare求解 |
| 3.3.3 微分迭代 |
| 3.3.4 数值构造 |
| 3.3.5 Halo轨道保持 |
| 3.4 Lissajous轨道设计与保持 |
| 3.4.1 Lissajous轨道设计 |
| 3.4.2 Lissajous轨道保持 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 日地系统轨道设计及保持策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 勒让德多项式 |
| 4.3 日地限制性三体有量纲设计与保持 |
| 4.3.1 有量纲模型展开 |
| 4.3.2 轨道设计 |
| 4.3.3 轨道保持 |
| 4.4 受月球扰动影响的轨道设计与保持 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 平动点稳定与不稳定流形转移轨道设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 稳定与不稳定流形计算方法 |
| 5.3 基于不变流形的转移轨道算法 |
| 5.3.1 求解拼接点 |
| 5.3.2 一次冲量轨道转移 |
| 5.3.3 霍曼二次转移 |
| 5.4 地月模型轨道转移 |
| 5.4.1 月球到平动点L_1的转移 |
| 5.4.2 月球到平动点L_2的转移 |
| 5.4.3 地球到平动点L_1的转移 |
| 5.4.4 地球到平动点L_2的转移 |
| 5.5 地球利用异宿轨道到地月L_2的转移 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）卫星编队飞行相对轨迹优化与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 常数 |
| 缩略词 |
| 符号 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 编队飞行任务概述 |
| 1.3 编队飞行的理论研究现状 |
| 1.3.1 编队飞行相对运动模型 |
| 1.3.2 卫星编队构型设计 |
| 1.3.3 编队飞行轨迹优化 |
| 1.3.4 编队飞行控制方法 |
| 1.4 本文的研究内容与创新点 |
| 1.4.1 本文工作 |
| 1.4.2 本文创新点 |
| 第2章 理论基础 |
| 2.1 常用坐标系定义 |
| 2.2 轨道动力学模型 |
| 2.2.1 近地轨道动力学模型 |
| 2.2.2 深空轨道动力学模型 |
| 2.3 编队飞行相对运动动力学 |
| 2.3.1 C-W方程 |
| 2.3.2 基于轨道根数的相对运动模型 |
| 2.4 轨道机动 |
| 2.4.1 Lambert算法 |
| 2.4.2 高斯变分方程 |
| 2.5 优化算法简介 |
| 2.5.1 非线性规划算法 |
| 2.5.2 智能优化算法 |
| 2.6 一致性理论 |
| 2.6.1 图论基础知识 |
| 2.6.2 一致性算法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 卫星编队飞行构型设计与优化 |
| 3.1 编队飞行构型设计 |
| 3.2 近地轨道卫星编队飞行构型设计 |
| 3.2.1 J2摄动下编队构型表达式 |
| 3.2.2 J2构型稳定条件与构型设计 |
| 3.2.3 仿真验证 |
| 3.3 深空编队飞行高稳定构型优化 |
| 3.3.1 深空轨道动力学模型简化 |
| 3.3.2 深空编队构型优化模型 |
| 3.3.3 仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 卫星编队相对运动轨迹优化 |
| 4.1 线性最优脉冲编队轨道机动 |
| 4.1.1 椭圆轨道要素偏差动力学方程 |
| 4.1.2 无奇异轨道要素偏差动力学方程 |
| 4.1.3 混合优化算法 |
| 4.1.4 仿真验证 |
| 4.2 非线性最优脉冲编队轨道机动 |
| 4.2.1 非线性最优脉冲轨迹优化方法 |
| 4.2.2 J2摄动下的主矢量理论 |
| 4.2.3 仿真验证 |
| 4.3 基于C-W方程的连续小推力编队重构 |
| 4.3.1 基于直接法的连续小推力编队重构 |
| 4.3.2 基于间接法的连续小推力编队重构 |
| 4.3.3 仿真验证 |
| 4.4 深空轨道编队小推力转移轨道优化 |
| 4.4.1 多星连续小推力转移轨道 |
| 4.4.2 仿真验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 卫星编队飞行解析控制 |
| 5.1 卫星解析构型维持控制 |
| 5.1.1 编队构型漂移的解析表达式 |
| 5.1.2 解析构型维持控制策略 |
| 5.1.3 仿真验证 |
| 5.2 卫星解析碰撞预警与规避 |
| 5.2.1 基于特征点的碰撞预警 |
| 5.2.2 基于牛顿迭代的碰撞预警 |
| 5.2.3 编队卫星碰撞规避算法 |
| 5.2.4 仿真验证 |
| 5.3 卫星法向机动的迹向耦合效应补偿算法 |
| 5.3.1 法向机动的迹向耦合效应 |
| 5.3.2 解析迹向补偿算法 |
| 5.3.3 仿真验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 多星编队飞行自主协同控制 |
| 6.1 编队飞行协同控制的架构设计 |
| 6.2 基于一致性理论的构型维持协同控制实现 |
| 6.2.1 虚拟中心的确定 |
| 6.2.2 编队构型维持协同控制算法 |
| 6.2.3 仿真验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）非线性轨道机动瞄准与偏差演化分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 轨道机动瞄准算法研究进展 |
| 1.2.1 线性机动瞄准算法 |
| 1.2.2 非线性机动瞄准算法 |
| 1.3 轨道偏差演化分析方法研究进展 |
| 1.3.1 蒙特卡洛仿真 |
| 1.3.2 线性方法 |
| 1.3.3 非线性方法 |
| 1.4 不确定性鲁棒轨道优化方法研究进展 |
| 1.5 选题依据与内容安排 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 内容安排 |
| 第二章 航天器轨道力学与偏差演化基本理论 |
| 2.1 基本动力学模型 |
| 2.1.1 坐标系定义及转换 |
| 2.1.2 轨道动力学方程 |
| 2.2 偏差演化分析基本理论 |
| 2.2.1 概率论与随机过程 |
| 2.2.2 高斯分布 |
| 2.3 轨道偏差演化分析问题 |
| 2.3.1 偏差因素 |
| 2.3.2 问题描述 |
| 2.4 轨道偏差演化分析基本方法 |
| 2.4.1 Monte Carlo仿真 |
| 2.4.2 无迹变换方法 |
| 2.4.3 多项式混沌方法 |
| 2.4.4 高斯和模型 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 考虑摄动的非线性绝对轨道机动瞄准算法 |
| 3.1 轨道机动瞄准问题描述 |
| 3.1.1 二体非线性轨道机动瞄准算法 |
| 3.1.2 二体线性轨道机动瞄准算法 |
| 3.1.3 多脉冲最优轨道机动优化问题 |
| 3.2 考虑摄动影响的多圈Lambert算法 |
| 3.2.1 动力学方程 |
| 3.2.2 基于牛顿迭代的摄动多圈Lambert算法 |
| 3.2.3 基于同伦迭代的摄动多圈Lambert算法 |
| 3.3 考虑摄动影响的多脉冲轨道转移优化 |
| 3.3.1 多脉冲最优交会问题 |
| 3.3.2 可行解迭代优化模型 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.4.1 问题配置 |
| 3.4.2 摄动多圈Lambert算法结果 |
| 3.4.3 多脉冲最优交会结果 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 考虑摄动的非线性相对轨道机动瞄准算法 |
| 4.1 相对运动的几何法描述 |
| 4.1.1 吻切相对轨道根数的非线性变换 |
| 4.1.2 平均相对轨道根数的非线性预报 |
| 4.2 考虑J2摄动的解析非线性相对运动方程 |
| 4.2.1 相对运动状态转移张量 |
| 4.2.2 方程的奇异情况分析 |
| 4.3 非线性相对轨道机动瞄准算法 |
| 4.3.1 相对状态逆向非线性预报 |
| 4.3.2 两脉冲非线性机动瞄准算法 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.4.1 问题配置 |
| 4.4.2 相对轨迹预报精度对比 |
| 4.4.3 相对轨道机动瞄准精度对比 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 半解析非线性绝对轨道偏差演化分析方法 |
| 5.1 非线性绝对轨道状态转移张量 |
| 5.1.1 轨道动力学方程 |
| 5.1.2 无机动的状态转移张量 |
| 5.1.3 脉冲机动下的状态转移张量 |
| 5.2 基于状态转移张量的偏差演化分析 |
| 5.2.1 统计矩分析 |
| 5.2.2 脉冲机动下的分段预报方法 |
| 5.2.3 脉冲机动下的连续预报方法 |
| 5.3 基于状态转移张量与高斯和的偏差演化分析 |
| 5.3.1 多维高斯和模型 |
| 5.3.2 混合状态转移张量与高斯和方法 |
| 5.4 算例分析 |
| 5.4.1 问题配置 |
| 5.4.2 状态转移张量精度对比 |
| 5.4.3 分段偏差预报结果对比 |
| 5.4.4 连续偏差预报结果对比 |
| 5.4.5 状态转移张量与高斯和方法结果 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 解析非线性相对轨道偏差演化分析方法 |
| 6.1 非线性相对轨道状态转移张量 |
| 6.2 非线性协方差矩阵演化分析 |
| 6.2.1 自由相对运动情况 |
| 6.2.2 从航天器脉冲机动情况 |
| 6.2.3 主航天器脉冲机动情况 |
| 6.3 非线性概率密度函数演化分析 |
| 6.4 算例分析 |
| 6.4.1 问题配置 |
| 6.4.2 自由相对运动工况 |
| 6.4.3 从航天器机动工况 |
| 6.4.4 主航天器机动工况 |
| 6.4.5 不同初始条件下的偏差演化对比 |
| 6.4.6 结果讨论 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 不确定性鲁棒交会轨道优化方法 |
| 7.1 鲁棒交会轨道优化问题 |
| 7.2 鲁棒性评价指标设计 |
| 7.2.1 鲁棒性评价指标定义 |
| 7.2.2 鲁棒性评价指标计算 |
| 7.3 鲁棒最优交会规划模型 |
| 7.3.1 优化变量 |
| 7.3.2 目标函数 |
| 7.3.3 约束条件 |
| 7.3.4 规划模型总结 |
| 7.4 算例分析 |
| 7.4.1 问题配置 |
| 7.4.2 多目标Pareto前沿解对比 |
| 7.4.3 总速度增量指标对比 |
| 7.4.4 鲁棒性指标对比 |
| 7.4.5 鲁棒规划的偏差评估方法对比 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 论文的主要研究成果 |
| 8.2 进一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间取得的学术成果 |
| 附录A 非奇异轨道根数下的相对状态转移张量 |
| A.1 吻切轨道根数的非线性变换张量 |
| A.1.1 常数与中间变量 |
| A.1.2 P矩阵的行向量 |
| A.1.3 张量Q的子矩阵的非零元素 |
| A.1.4 状态变换矩阵与张量 |
| A.2 平均轨道根数的非线性预报张量 |
| A.2.1 常数与中间变量 |
| A.2.2 G矩阵的行向量 |
| A.2.3 张量H的子矩阵的非零元素 |
| A.2.4 状态转移矩阵与张量 |
| A.3 一阶Jaccobi矩阵的逆 |
| 附录B 平均与吻切相对轨道根数转换矩阵 |
（8）面向空间攻防的攻击轨道优化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 空间攻防体系发展概况 |
| 1.2.2 目标卫星不机动时拦截方法研究现状 |
| 1.2.3 目标卫星机动时拦截方法研究现状 |
| 1.2.4 航天器悬停轨道研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 “单-单”态势下的拦截卫星轨道设计 |
| 2.1 环境模型 |
| 2.1.1 相对轨道动力学 |
| 2.1.2 目标卫星防御模型 |
| 2.2 脉冲式拦截卫星的轨道优化 |
| 2.2.1 脉冲式拦截卫星空间拦截问题建模 |
| 2.2.2 基于遗传算法的脉冲式攻击轨道规划 |
| 2.3 连续小推力式拦截卫星的轨道优化 |
| 2.3.1 连续小推力式拦截卫星空间拦截问题建模 |
| 2.3.2 基于遗传算法的连续小推力式攻击轨道规划 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 “多-多”态势下的拦截卫星协同攻击轨道设计 |
| 3.1 多星协同拦截问题 |
| 3.2 基于自适应遗传算法的多星协同攻击轨道规划 |
| 3.2.1 编码设计 |
| 3.2.2 适应度函数设计 |
| 3.2.3 自适应遗传运算 |
| 3.3 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 考虑目标机动逃逸的拦截卫星轨道设计 |
| 4.1 航天器空间追逃动力学 |
| 4.1.1 空间追逃问题描述 |
| 4.1.2 空间追逃环境模型 |
| 4.2 基于协同进化算法的空间追逃设计 |
| 4.2.1 协同进化算法 |
| 4.2.2 追逃策略设计 |
| 4.2.3 共享适应度 |
| 4.2.4 协同进化算子设计 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.3.1 异面轨道追逃 |
| 4.3.2 共面轨道追逃 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 持续悬停绕飞干扰轨道设计 |
| 5.1 航天器悬停轨道动力学 |
| 5.2 控制力方程与燃耗估算 |
| 5.3 基于LQR的悬停轨道控制方法 |
| 5.3.1 遗传算法设计 |
| 5.3.2 误差状态方程 |
| 5.3.3 LQR控制律设计 |
| 5.4 仿真分析 |
| 5.4.1 基本仿真结果 |
| 5.4.2 抗干扰分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）小行星近距离探测交会轨迹规划与任务轨道设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外小行星探测任务综述 |
| 1.3 小行星近距离探测轨迹规划与任务轨道设计方法综述 |
| 1.3.1 小行星近距离逼近轨道研究综述 |
| 1.3.2 小行星绕飞轨道研究综述 |
| 1.3.3 小行星悬停轨道研究综述 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 小行星引力场建模及动力学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系及其转换 |
| 2.3 小行星引力场模型 |
| 2.3.1 小行星球谐函数引力场建模 |
| 2.3.2 小行星多面体模型引力场建模 |
| 2.3.3 小行星引力场球谐系数的确定 |
| 2.4 小行星附近的运动方程 |
| 2.4.1 小行星相对系下的运动方程 |
| 2.4.2 小行星本体系下的运动方程 |
| 2.5 探测器受摄模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 小行星探测逼近轨道设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 小行星滑移制导多脉冲远距离逼近轨道设计 |
| 3.2.1 滑移制导策略与制导律设计 |
| 3.2.2 远距离逼近轨道设计仿真与分析 |
| 3.3 小行星多脉冲远距离逼近轨道摄动分析与修正 |
| 3.3.1 摄动对远距离逼近轨道的影响分析 |
| 3.3.2 摄动作用下的远距离逼近轨道修正 |
| 3.4 小行星引力场范围内的最优逼近轨道设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 小行星探测悬停轨道设计与控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 小行星相对系下定点悬停控制 |
| 4.2.1 相对系下定点悬停控制律设计 |
| 4.2.2 相对系下定点悬停控制仿真与分析 |
| 4.3 小行星本体系下定点悬停控制 |
| 4.3.1 本体系下高阶滑模悬停控制律设计 |
| 4.3.2 本体系下高阶滑模定点悬停控制仿真与分析 |
| 4.4 小行星区域悬停控制设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 小行星探测绕飞轨道设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 小行星自然绕飞轨道设计与控制 |
| 5.2.1 小行星自然绕飞轨道设计 |
| 5.2.2 小行星自然绕飞轨道的受摄分析 |
| 5.2.3 小行星自然绕飞轨道保持控制 |
| 5.3 小行星引力场范围内的冻结绕飞轨道设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 小行星探测任务轨道设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 小行星探测转移轨道设计 |
| 6.3 小行星近距离逼近段轨道设计 |
| 6.4 小行星绕飞段轨道设计 |
| 6.5 小行星悬停段轨道设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（10）基于空间燃料站的圆轨道航天器在轨加注服务调度算法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 自主在轨服务及加注技术研究 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 在轨加注任务调度 |
| 1.3 空间燃料站技术研究 |
| 1.3.1 空间燃料站概念 |
| 1.3.2 空间燃料站技术可行性 |
| 1.3.3 空间燃料站构型评估 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 轨道机动理论基础 |
| 2.1 坐标系 |
| 2.1.1 地心赤道坐标系 |
| 2.1.2 近焦点坐标系 |
| 2.1.3 运动惯性坐标系 |
| 2.2 交会对接轨道机动方法 |
| 2.2.1 霍曼转移 |
| 2.2.2 调相机动 |
| 2.2.3 异面轨道转移 |
| 2.3 基于LAMBERT算法的非线性最优交会规划模型 |
| 2.3.1 轨道转移角 |
| 2.3.2 开普勒方程 |
| 2.3.3 多圈lambert问题 |
| 2.3.4 Battin方程 |
| 2.3.5 Battin拓展方程解多圈Lambert问题 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多目标航天器在轨加注任务规划问题 |
| 3.1 单服务航天器在轨加注服务策略 |
| 3.2 P2P在轨加注服务策略 |
| 3.3 基于空间燃料站的在轨加注网络 |
| 3.4 多目标非线性优化问题的求解算法 |
| 3.4.1 整数规划 |
| 3.4.2 遗传算法 |
| 3.4.3 模拟退火算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 圆轨道航天器在轨加注任务空间燃料站部署问题 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 优化模型 |
| 4.3 基于聚类算法的任务分析 |
| 4.4 问题求解 |
| 4.4.1 基于模拟退火遗传算法的k-Harmonic聚类 |
| 4.4.2 适应度函数 |
| 4.4.3 编码方式 |
| 4.5 算例分析 |
| 4.6 结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 共面圆轨道航天器在轨加注任务调度模型 |
| 5.1 共面圆轨道航天器在轨加注问题描述 |
| 5.1.1 问题描述 |
| 5.1.2 基本概念 |
| 5.2 优化模型 |
| 5.2.1 轨道机动 |
| 5.2.2 约束条件 |
| 5.2.3 优化目标 |
| 5.3 基于遗传算法的圆轨道航天器在轨加注任务调度 |
| 5.3.1 染色体编码方法 |
| 5.3.2 算法流程 |
| 5.3.3 解码方法 |
| 5.3.4 选择算子 |
| 5.3.5 交叉算子 |
| 5.3.6 变异算子 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 圆轨道航天器在轨加注任务调度原型工具及仿真 |
| 6.1 实验数据来源 |
| 6.2 仿真实验结果及分析 |
| 6.2.1 空间燃料站对优化结果的影响 |
| 6.2.2 轨道高度差影响分析 |
| 6.2.3 服务航天器干重影响分析 |
| 6.2.4 服务航天器最大燃料携带量影响分析 |
| 6.2.5 多倾角量级的圆轨道目标航天器仿真分析 |
| 6.3 原型工具界面 |
| 6.4 MATLAB/STK在在轨加注调度仿真中的应用 |
| 6.4.1 MATLAB/STK联合仿真任务总体流程 |
| 6.4.2 软件连接与初始化任务场景 |
| 6.4.3 场景仿真 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文研究工作总结 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的研究成果及发表的学术论文情况 |
四、Impulsive orbit control for spacecraft around asteroid（论文参考文献）
- [1]近小天体轨迹控制方法研究[D]. 张松. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]不同质量航天器在连续推力下快速协同交会探讨[D]. 管凯颜. 山东大学, 2021(09)
- [3]小行星探测轨道设计优化与自主导航算法研究[D]. 王伟. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [4]航天器单脉冲机动可达域求解算法[J]. 杜向南,杨震. 力学学报, 2020(06)
- [5]基于双基不变流形法的平动点轨道设计及保持策略研究[D]. 郭建宇. 北京工业大学, 2020(06)
- [6]卫星编队飞行相对轨迹优化与控制[D]. 王有亮. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2018(01)
- [7]非线性轨道机动瞄准与偏差演化分析方法[D]. 杨震. 国防科技大学, 2018
- [8]面向空间攻防的攻击轨道优化技术研究[D]. 李玉玲. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [9]小行星近距离探测交会轨迹规划与任务轨道设计[D]. 刘银雪. 北京理工大学, 2017(03)
- [10]基于空间燃料站的圆轨道航天器在轨加注服务调度算法[D]. 朱啸宇. 南京航空航天大学, 2017(03)