面向深空探测的计算最优控制辛数学方法
详细信息 查看官网全文
摘要
我国"嫦娥二号"探月卫星在2011年圆满完成对月球探测后,首次实现从月球轨道直接转移至日地L2平动点轨道,且于2012年成功完成对图塔蒂斯(Toutatis)小行星的飞越探测,这标志我国已经迈进"世界深空探测俱乐部"。至今,我国成功实施的深空探测任务全部采用化学脉冲推力发动机,相对连续小推力发动机(电推进、离子推进、核推进、太阳光压推进等)存在飞行代价高、技术上难以克服的困难。然而,连续小推力技术的发展为深空探测带来重要工程应用价值同时也为深空轨道设计与控制带来挑战!基于连续小推力的深空轨道设计与控制本质上采用最优控制理论描述,而由于深空探测中长时间轨道转移和保持任务、连续小推力的推进系统受限以及近行星与深空轨道的不同引力场特征等,为最优控制问题的求解带来困难!本报告将汇报这一背景下的计算最优控制辛数学方法研究进展,包括:光滑最优控制系统的任意高阶精度保辛方法;非光滑最优控制系统的高性能保辛方法;网格加密与不同插值算法的自适应最优控制保辛方法;滚动时域控制的实时制导保辛方法等。
引文