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公开(公告)号：CN113962119A
公开(公告)日：2022-01-21
申请号：CN202111019996.7
申请日：2021-09-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/23 , G01V7/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的形状不规则双小行星系统相互作用高精度高效率建模方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：建立主小行星复合引力场模型，复合引力场模型通过残差引力场的高效数值插值方法，提高相互作用建模效率；建立次小行星有限元模型，计算域元节点对于相应域元的插值系数；根据复合引力场模型，确定每一个域元节点在主小行星引力场中的引力场参数；基于插值系数和前述引力场参数，确定每一个次小行星域元受到主小行星的作用，通过域元叠加实现双小行星系统相互作用的快速建模；根据当前双小行星系统的状态进行相互作用快速建模，将建模结果代入运动学方程，获得下一时刻系统状态，从而预测双小行星系统演化的过程。
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公开(公告)号：CN111301720A
公开(公告)日：2020-06-19
申请号：CN202010212525.7
申请日：2020-03-24
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的一种深空探测器轨道自主控制方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：将已知优化设计的标称轨道进行离散，得到标称轨道状态和控制量的离散化数据；对于当前的控制周期，根据导航系统估计值获得后面时刻探测器的估计状态；然后以当前状态为轨道初值，以标称轨道的终端状态为目标值，采用序列凸优化方法求解最优控制问题，对探测器转移轨道进行重规划，获得新的轨道控制律；探测器在该控制周期内按照新的控制指令执行轨道控制，直至达到下一控制时刻。重复迭代上述步骤，直到到达终端时刻，轨道自主控制终止。本发明具有如下优点：利用凸优化求解最优控制问题速度快，有较强的收敛性，鲁棒性好，求得的解为全局最优解。
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公开(公告)号：CN108128484A
公开(公告)日：2018-06-08
申请号：CN201711366153.8
申请日：2017-12-18
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种双星系统的轨道保持方法，涉及一种采用线性二次型调节器跟踪控制实现双星系统轨道保持的方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法如下：利用简化双体动力学模型设计标称轨道，然后在精确的双体动力学方程下以标称轨道的初值得真实轨道，计算真实轨道与标称轨道的偏差，基于线性二次型调节器设计最优控制律，获得最优加速度，施加连续控制，使真实轨道收敛在标称轨道附近，实现双星系统下的轨道跟踪和保持。本发明适用于存在初始误差和模型误差情况下的双星系统轨道保持，具有收敛性好，保持精度高等特点。
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公开(公告)号：CN107688351A
公开(公告)日：2018-02-13
申请号：CN201710766918.0
申请日：2017-08-31
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的一种航天器两脉冲相对悬停方法，属于航空航天技术领域。本发明首先建立相对运动的解析动力学模型和状态转移矩阵；在求解两脉冲相对悬停轨迹的时先给定第一次脉冲和第二次脉冲在相对系下的位置，给定两脉冲悬停的周期从而确定两次脉冲之间悬停轨迹历时；通过状态转移矩阵和悬停周期分别确定两脉冲大小和脉冲时刻对应的相对速度；然后通过将悬停周期总时间等分成序列，并求解得到每一个时间节点对应的状态量，通过绘制状态量里面的位置序列得到两脉冲悬停轨迹，即实现两脉冲悬停。具有如下优点：鲁棒性强、可重复性高；灵活性高，机动脉冲小；对航天器轨道高度没有严格限制和约束；对目标相对区域悬停轨迹的适用范围广。
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公开(公告)号：CN104477411B
公开(公告)日：2016-11-23
申请号：CN201410854092.X
申请日：2014-12-31
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/10
Abstract: 本发明涉及一种基于速度庞加莱截面双小行星系统周期轨道搜索方法，属于航空航天领域；包括以下步骤：1.获取小行星的质量和尺寸，进行归一化；2、建立系统旋转坐标系；3、选定搜索范围，沿X轴方向选择探测器初始位置，逐步增大初始速度，进行轨道积分，终止条件为穿过预定截面；然后根据终止点速度绘制庞加莱映射图；4.选择映射图中曲线穿过轴线临近的两个初始点，通过取初始状态平均值重新积分，得到新的穿越轴线的初始点，反复迭代，获得精确值；5.改变探测器的初始位置重复3，4步，直至取值涵盖所选搜索区域。对比已有方法，本发明方法具有效率高，搜索全面，计算简单等特点，适用于探测器对双小行星系统进行探测的轨道设计。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103112600B
公开(公告)日：2015-04-15
申请号：CN201310068313.6
申请日：2013-03-04
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/00
Abstract: 本发明涉及一种星际转移轨道设计方法，尤其涉及一种从三体系统动平衡点附近周期轨道到小天体的转移轨道设计方法，属于航空航天技术领域。首先基于探测器所在三体系统动平衡点附近的周期轨道，假设初始时刻探测器的状态x0=[r0,v0]；然后沿切向施加速度增量△v使其从动平衡点附近周期轨道出发；基于多体模型建立探测器飞越目标小天体时与目标小天体的距离df、飞行时间tf和切向速度增量△v之间的关系；通过优化算法可得到飞越距离df最小时转移轨道的初值。最后，在此初值的基础上采用二级微分修正法，得到满足两点边值的轨道参数。本方法能够实现对从动平衡点附近周期轨道飞向小天体转移轨道的快速设计，计算量小，效率高。
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公开(公告)号：CN102923324B
公开(公告)日：2015-03-11
申请号：CN201210499395.5
申请日：2012-11-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G99/00
Abstract: 本发明涉及一种基于不变流形与引力辅助的低能量行星逃逸轨道设计方法，特别适合于利用动平衡点的低能量深空探测任务轨道设计，属于航天器轨道机动技术领域。本方法基于近拱点庞加莱映射的分段匹配，首先通过引入近拱点庞加莱映射得到不变流形在近拱点处的轨道状态集；然后，根据实现行星际转移所需逃逸双曲线超速要求，采用数值迭代方法计算轨道状态集中不变流形每一分支应施加的机动脉冲，通过机动脉冲大小对比可以确定燃料最省逃逸对应的不变流形分支和需要的机动脉冲；具有算法简单、计算效率高等优点，能够为精确设计提供合理可行的初值猜测。
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公开(公告)号：CN102999616A
公开(公告)日：2013-03-27
申请号：CN201210499196.4
申请日：2012-11-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/30
Abstract: 本发明涉及一种基于轨道根数的星际飞行发射机会搜索方法，尤其涉及一种星际飞行探测器发射机会搜索和选择的方法,属于航空航天技术领域。首先确定目标天体与发射天体的最优两脉冲交会机会；建立发射天体星历与发射时平近点角的对应关系。由发射天体星历推算出发射天体与目标天体交会的时间。由目标天体的星历得到交会时目标天体的状态，将其转化成轨道根数，从而得到预定交会时间对应目标天体的平近点角，若此平近点角与最优的平近点角相匹配，则此发射机会为该区域最优的发射机会，否则重新调整最优发射平近点角对应的日期。本发明能够实现对星际飞行最优发射机会的快速搜索、计算量小、效率高，同时可准确辨别发射机会的周期性等优点和效果。
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公开(公告)号：CN102923323A
公开(公告)日：2013-02-13
申请号：CN201210499225.7
申请日：2012-11-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G99/00
Abstract: 本发明涉及一种基于不变流形的行星际固定轨道间低能量转移设计方法，特别适用于流形接近的相邻行星轨道间的转移，属于航天器轨道机动技术领域。本发明首先给出一种脉冲消耗评估方法，为选择合适的不变流形给出了判断标准；然后通过计算不变流形在固定圆轨道上的庞加莱映射，确定借用不变流形转移轨道的范围并利用等高线图法得到速度增量最小的transit轨道；完成逃逸transit轨道与捕获transit轨道的设计后，在日心二体模型下拼接两端的transit轨道，最终完成基于不变流形的行星际固定轨道间低能量转移轨道设计；具有算法简单、计算效率高等优点，适用于不同行星固定环绕轨道利用不变流形的低能量转移轨道初始设计。
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公开(公告)号：CN102508999A
公开(公告)日：2012-06-20
申请号：CN201110310764.7
申请日：2011-10-14
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F19/00
Abstract: 本发明为一种共面圆轨道间的小推力调相机动方法，第一步：计算初始相位差；第二步：计算内外旋策略机动参数；第三步：确定调相机动参数；本发明以轨道平近点角描述追踪航天器和目标航天器的相位关系，得到初始相位差与推力方向等参数的关系，在此基础上根据调相任务特点，得到了两种可行的调相策略，简化了算法复杂度；然后利用轨道平均技术，建立了调相变向时间和平均半长轴满足的非线性方程组，该方法组可通过简单的Newton迭代求解，增强了算法鲁棒性，提高了设计效率。该方法提供了调相方向的快速判别方法，能够为小推力调相轨道的精确设计提供合理可行的初值猜测。
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