基于Lyapunov最优反馈控制的月球中继卫星转移轨道设计

doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.06.004

空间控制技术与应用 ›› 2017, Vol. 43 ›› Issue (6): 20-24.doi: 10.3969/j.issn.1674-1579.2017.06.004

基于Lyapunov最优反馈控制的月球中继卫星转移轨道设计

安然，王敏，梁新刚

(中国空间技术研究院通信卫星事业部,北京 100094)

收稿日期:2017-03-19 出版日期:2017-12-20 发布日期:2018-01-03
作者简介:作者简介：安然（1993—），女，硕士研究生，研究方向为航天器动力学；王敏（1978—），男，研究员，研究方向为飞行器总体设计；梁新刚（1979—），男，高级工程师，研究方向为航天器轨道设计与仿真.

Transfer Trajectory Design for Lunar Relay Satellite Based on Lyapunov Optimal Feedback Control

AN Ran, WANG Min, LIANG Xin-Gang

（Institute of Telecommunication Satellite, Beijing 100094， China）

Received:2017-03-19 Online:2017-12-20 Published:2018-01-03

摘要/Abstract

摘要： 摘要：随着电推进器及小推力转移变轨的研究逐渐深入，在深空探测领域应用电推力器是必然的发展趋势.文章基于以月球中继卫星的运行轨道地月L2点Halo轨道为目标轨道的轨道转移任务，采用Lyapunov最优反馈控制方法，计算单一轨道根数的局部最优控制率，通过遗传算法调整五个轨道根数的权重，得到时间最优的月球中继卫星小推力轨道转移方案，具有工程应用意义.

关键词: 关键词：最优控制原理, Lyapunov最优反馈控制, 电推进, 小推力变轨, 不变流形

Abstract: Abstract：Electric thruster will play a more and more important role with the development of electric thrusters and lowthrustbased orbital transfer. The transfer trajectory optimal design is focused on for Lunar Relay Satellite, which works on the Halo orbit around translunar Libration point L2. Local optimal control for each of the orbit elements is calculated based on Lyapunov feedback control algorithm, and genetic algorithm is chosen to calculate the scalar weights for five orbit elements of transfer trajectory. The result shows the optimal control strategy of transfer trajectory for Lunar Relay Satellite has important engineering meaning.

Key words: Keywords：optimal control theory, Lyapunov feedback control, electric thruster, lowthrust transfer trajectory, invariant manifolds

中图分类号:

中图分类号： V412.4+1

安然, 王敏, 梁新刚. 基于Lyapunov最优反馈控制的月球中继卫星转移轨道设计[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(6): 20-24.

AN Ran, WANG Min, LIANG Xin-Gang. Transfer Trajectory Design for Lunar Relay Satellite Based on Lyapunov Optimal Feedback Control[J]. , 2017, 43(6): 20-24.

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参考文献

参考文献［1］张泽旭，崔平远，崔祜涛．行星际高速公路技术［J］．宇航学报，2007，28(1)：913. ZHANG Z X, CUI P Y, CUI G T. Interplanetary superhighway technology［J］.Journal of Astronautics, 2007，28(1)：9:14. ［2］SEUNGWON L, ANASTASSIOS P, PAUL V. A Lowthrust orbit transfer optimization with refined Qlaw and multiobjective genetic algorithm［C］//AAS/AIAA Astrodynamics Specialists Conference. Washington D.C.:AIAA,2005. ［3］BETTS J T. Survey of numerical methods for trajectory optimization［J］.Guidance, Control, and Dynamics, 1998, 21(2):193207. ［4］PETROPOULOS A E.Simple control laws for lowthrust orbit transfers［C］//AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference. Washington D.C.: AIAA, 2003. ［5］PETROPOULOS A E.Lowthrust orbit transfer using candidate lyapunov functions with a mechanism for coasting［C］//AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference.Washington D.C.:AIAA, 2004. ［6］RODNEY L,ANDERSON,MARTIN W L.Role of invariant manifolds in lowthrust trajectory design［J］ Journal of Guidance Control and Dynamics,2009,32(6): 19211930. ［7］DAVID C F, THOMAS A P. EarthMoon libration point orbit stationkeeping: theory, modeling, and operations［J］. Acta Astronautica,2014,94(1):421433. ［8］ZHOU J,XUE L,ZHOU F Q.Computations of low energy escaping/capturing trajectories in hill’s region via an extended poincaré map［J］.Journal of Astronautics, 2007,28(3): 643647. ［9］LEI H L,XU B. Highorder solutions of invariant manifolds associated with libration point orbits in the elliptic restricted threebody system［J］.Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy,2013,117(4): 349384. ［10］ANASTASSIONS E P. Refinements to the Qlaw for lowthrust orbit transfers［C］// AAS 05162, AAS/AIAA Space Flight Mechanics Conference.Washington D.C.:AIAA, 2005.

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[1]	夏晨希, 王子祺, 胡鹏, 姚兆普, 刘旭辉. 吸气式电推进系统进气道性能多目标优化研究[J]. 空间控制技术与应用, 2025, 51(1): 16-24.
[2]	马雪, 郭廷荣, 郭建新, 刘潇翔. 双机械臂布局下的电推进位保策略[J]. 空间控制技术与应用, 2024, 50(5): 69-76.
[3]	李巍, 梁新刚, 黎飞, 马雪. 全电推卫星用可分离推进舱设计及应用[J]. 空间控制技术与应用, 2024, 50(5): 55-61.
[4]	涂子寒, 毛威, 扈延林, 姚兆普. 基于尺寸优化的霍尔推力器磁路设计方法研究[J]. 空间控制技术与应用, 2024, 50(2): 117-126.
[5]	耿洁, 文闻, 李巍, 刘蕊, 王玉峰. 一种配置矢量调节机构的全电推卫星动力学模型研究[J]. 空间控制技术与应用, 2024, 50(1): 17-24.
[6]	李忠林, 周成, 张越, 夏广庆, 孙斌. 无电极洛伦兹力推力器技术发展研究[J]. 空间控制技术与应用, 2021, 47(4): 31-40.
[7]	李嘉惠, 韩亚杰, 李永, 夏广庆, 刘旭辉, 孙安邦, 孙斌, 韩道满, 鹿畅. 射频离子推力器研究进展[J]. 空间控制技术与应用, 2021, 47(4): 21-30.
[8]	胡锦昌, 张洪华, 李毛毛. 基于自适应的月球着陆器悬停避障方法[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(6): 25-31.
[9]	陈晓杰, 李鉴, 朱振华, 周徐斌, 沈毅力. 基于联合供电的GEO卫星电推进工作策略[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(3): 41-47.
[10]	. 面向全电推进卫星的霍尔推进技术[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(1): 73-78.
[11]	马雪, 韩冬, 汤亮. 电推进静止轨道转移与空间环境分析[J]. 空间控制技术与应用, 2015, 41(1): 31-35.
[12]	周成, 张笃周, 李永, 汤章阳, 于洋, 唐玉华. 空间核电推进技术发展研究[J]. 空间控制技术与应用, 2013, 39(5): 1-6.
[13]	祁瑞, 徐世杰. 椭圆三体问题中的时间周期不变流形[J]. 空间控制技术与应用, 2013, 39(2): 6-9.
[14]	苟浩亮;潘海林. 电推进系统压力调节单元的建模和分析 [J]. 空间控制技术与应用, 2008, 34(5): 49-52.
[15]	. 电推进系统在静止轨道卫星平台上应用的关键技术[J]. 空间控制技术与应用, 2008, 34(1): 20-24.

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