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空间交会路径规划的解析算法

         

摘要

This paper focuses on the problem of minimum- fuel rendezvous between an active chaser spacecraft with impulsive-thrust capability and a passive target spacecraft in a circle orbit. The problem is formalized as an optimal control model subject to the relative trajectory dynamic constraint based on the Clohessy-Wiltshire equations. Relative motion parameters are proposed to tackle the coupling states in plain. The number, moments and magnitudes of the optimal impulses are achieved analytically. Compared to common numerical solutions, the analytical one is with higher precision, less computing time and faster computing speed.%为解决脉冲控制下的圆轨道最省燃料空间交会路径规划问题,提出了基于Clohessy- Wiltshire方程的优化模型;针对轨道平面内状态变量相互耦合的特点,提出一种新的状态描述方法——相对运动参数描述,并基于此对最优脉冲次数、脉冲时间和脉冲大小进行求解,得到了最优解的解析表达式;仿真算例验证了解析算法的正确性;在此基础上,比较解析算法与常用数值算法,可以看出解析算法具有更高的精度,更小的计算量,更快的计算速度,以及全局最优性能保证.

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