考虑功率约束的太阳能电推进轨道优化设计

【摘要】：电推进航天器通常由太阳能电池阵供电,因而实际深空探测任务中发动机的推力工况受到星日距离的限制。该文研究了功率约束下电推进航天器的轨道优化设计问题。首先推导太阳能电池阵功率对发动机最大推力的约束。采用间接法将电推进轨道的燃料最优控制问题转化为两点边值问题。求解过程中提出了适应太阳能电推进轨道优化的星日距离检测并应用了同伦迭代、开关函数检测等求解技术,能够准确、快速地得到满足太阳能电池阵功率约束的设计轨道。算例表明,该设计方法具有良好的可行性和工程实用价值。 【作者单位】： 清华大学航天航空学院;
【关键词】： 轨道设计 太阳能电推进 最优控制 间接法
【基金】：国家自然科学基金重点项目(10832004);国家自然科学基金项目(10722122)
【分类号】：V412.41
【正文快照】： 电推进发动机以其轻质量、高比冲的特点将越来越多地应用于未来深空探测任务中。与传统化学火箭不同,电推进发动机推力小,需要长时间加速才能达到改变轨道的目的。小推力轨道不是传统的Kepler轨道,应用于Kepler轨道的行星际深空轨道设计方法(例如圆锥曲线拼接法)并不适用,这给

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