近圆轨道含饱和函数推力的两航天器追逃策略及数值求解

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songxin_gkong
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本文基于微分对策理论,主要研究了控制量存在约束时,在近地圆轨道上两个航天器的追逃策略。通过引入饱和函数实现对控制量的约束,并在规定的对策时间内,以两个航天器的相对距离和对策过程中的能量消耗作为支付,采用数值仿真计算,考察这种控制量的约束是否可行。  根据研究内容,本文大致分为两部分。在第一部分中,主要介绍了微分对策的起源、发展和国内外学者在此领域取得的成就,本文研究的背景及其目的,并简要概述了解决本文问题的相关基础知识。在第二部分中,详细叙述了两个航天器追逃对策系统的建立过程,并通过数值方法对其进行求解。  在建立对策系统的过程中,本文采用相对坐标,基于仅在万有引力作用下的二体问题,推导出两个航天器的相对运动方程,并由此进一步推导出二者相对运动的动力学方程,最后建立起微分对策系统。通过引入状态转移矩阵使微分对策系统的维数降低,根据最优控制理论将经过降维处理的微分对策系统转化为一个最优控制问题。由于转化后的最优控制问题非线性程度较高,故考虑求解其数值解。采用通用数学软件MATLAB中求解两点边值问题的求解器bvp4c进行数值仿真计算。  最后,在三种不同情况进行数值仿真计算,通过对计算结果的分析能够得到,通过饱和函数对控制量进行约束是有效可行的,并且比较符合实际情况。
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