基于自適應(yīng)遺傳算法的航天器快速軌道機(jī)動(dòng)研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的空間技術(shù)發(fā)展也進(jìn)入一個(gè)新的階段：從最初的進(jìn)入空間和利用空間研究進(jìn)入到空間操作和空間應(yīng)用研究階段，如空間航天器的交會(huì)對(duì)接、空間營(yíng)救、空間打擊等技術(shù)的研究，它們共同的支撐理論為空間軌道機(jī)動(dòng)技術(shù)?？臻g航天器遠(yuǎn)程導(dǎo)引技術(shù)為空間軌道機(jī)動(dòng)的關(guān)鍵，此階段往往是整個(gè)機(jī)動(dòng)中能量消耗最大，時(shí)間消耗最長(zhǎng)的階段。一些空間任務(wù)如：攔截任務(wù)、空間營(yíng)救，損壞衛(wèi)星進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)等要求航天器具備精確指向和迅速機(jī)動(dòng)的能力，即：機(jī)動(dòng)必須在攜帶燃

2、料一定、規(guī)定時(shí)間情況下完成。遺傳算法只需要設(shè)計(jì)變量和目標(biāo)函數(shù)值就可以進(jìn)行計(jì)算，具有較強(qiáng)的魯棒性，已廣泛應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域。自適應(yīng)遺傳算法是改進(jìn)的遺傳算法，計(jì)算中交叉概率和變異概率隨適應(yīng)度自動(dòng)改變，使算法在保持群體多樣性的同時(shí)，保證遺傳算法的收斂性，極大的改善了算法的性能。本文利用自適應(yīng)遺傳算法研究了軌道機(jī)動(dòng)遠(yuǎn)程導(dǎo)引段機(jī)動(dòng)的方法策略以及相應(yīng)最優(yōu)的機(jī)動(dòng)軌道。文章首先以空間軌道動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)建立了遠(yuǎn)程沖量軌道機(jī)動(dòng)模型，由空間機(jī)動(dòng)任務(wù)對(duì)時(shí)間的

3、特殊要求，建立了新的以時(shí)間和能量加權(quán)函數(shù)為問(wèn)題優(yōu)化目標(biāo)的軌道機(jī)動(dòng)優(yōu)化模型。在建立沖量機(jī)動(dòng)模型時(shí)同時(shí)考慮了有端點(diǎn)滑行等待階段和無(wú)端點(diǎn)滑行等待階段的沖量軌道機(jī)動(dòng)。利用自適應(yīng)遺傳算法設(shè)置了問(wèn)題的計(jì)算程序，通過(guò)算例計(jì)算出對(duì)應(yīng)不同時(shí)間要求的相應(yīng)的有端點(diǎn)滑行等待和無(wú)端點(diǎn)滑行等待軌道機(jī)動(dòng)的不同機(jī)動(dòng)軌道。在發(fā)射地球同步衛(wèi)星或兩航天器交會(huì)對(duì)接時(shí)，通常把同步衛(wèi)星或追蹤航天器先發(fā)射到一較低的軌道，然后由軌道機(jī)動(dòng)完成最終任務(wù)。初始軌道對(duì)軌道機(jī)動(dòng)的時(shí)間與燃料消耗