连续推力轨迹优化的协态初值估计与同伦延拓方法

第1章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 研究现状综述 4
1.2.1 连续推力轨迹优化方法 5
1.2.2 间接法协态初值猜测研究 9
1.2.3 同伦延拓方法研究 12
1.2.4 连续推力多圈轨迹优化方法 14
1.3 本书工作和创新点 16
1.3.1 本书工作 16
1.3.2 主要创新点 18 第2章 协态变量与标称轨道的映射关系 20
2.1 本章引论 20
2.2 连续推力轨迹优化模型 21
2.2.1 动力学模型和*优控制问题 21
2.2.2 两点边值问题及打靶法 23
2.3 一阶必要条件的理论分析与讨论 25
2.3.1 哈密顿函数的性质 26
2.3.2 线性等式约束条件 26
2.3.3 其他约束条件 28
2.4 线性映射方程 29
2.4.1 映射方程推导 29
2.4.2 解析协态初值估计 30
2.5 算例与分析 33
2.5.1 行星际交会问题 33
2.5.2 月球着陆问题 38
2.6 本章小结 41 第3章 混合系统同伦延拓方法 43
3.1 本章引论 43
3.2 混合系统同伦延拓优化问题 44
3.2.1 子系统模型及耦合函数 44
3.2.2 混合系统*优控制 46
3.3 基于同伦延拓方法的数值求解 48
3.3.1 线性化问题的解析求解 48
3.3.2 非线性问题的数值求解 51
3.4 算例与分析 53
3.4.1 地球至小行星Tempel 1交会问题 55
3.4.2 地球至小行星Dionysus交会问题 57
3.5 本章小结 60 第4章 多圈转移和交会的时间*优问题求解 62
4.1 本章引论 62
4.2 多圈轨迹优化模型 63
4.3 多圈轨迹优化问题的简化 66
4.3.1 Sundman变换下协态映射 66
4.3.2 等价边界条件及轨道平均化 72
4.3.3 解析协态初值 76
4.4 近似模型下多圈转移和交会轨迹求解 79
4.4.1 末端真经度固定问题的间接法求解 79
4.4.2 *优交会时刻分析 83
4.4.3 以真经度为自变量问题的间接法求解 85
4.5 高精度模型下多圈交会轨迹优化 86
4.6 本章小结 90 第5章 多圈交会的燃料*优问题求解 92
5.1 本章引论 92
5.2 燃料*优轨迹优化模型 93
5.3 多次同伦延拓求解算法 96
5.3.1 Sundman变换下协态映射 97
5.3.2 交会时间约束处理 99
5.3.3 解析协态初值 100
5.3.4 算法实现 102
5.4 算例与分析 105
5.5 本章小结 110 第6章 总结与展望 112
6.1 总结 112
6.2 展望 114 参考文献 115 在学期间完成的相关学术成果 132 致谢 134