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公开(公告)号:CN116187011A
公开(公告)日:2023-05-30
申请号:CN202211698692.2
申请日:2022-12-28
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , G06Q10/04 , G06F119/14 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开的一种多航天器分布式迁移机动的序列凸优化方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立集群迁移机动的动力学模型;根据集群迁移机动的控制方式、避障、节省燃料的任务特性,建立大规模集群迁移机动问题的优化模型。通过非线性等式约束松弛将机动优化问题凸化,通过对避障约束解耦实现集群迁移机动优化问题的分解。通过数值积分将时变连续的分布式解耦的最优问题转化为凸优化的离散子问题。以凸化后的离散子问题为每一步迭代的内环节,以序列迭代逼近策略在有限步数求解得到最优的集群大规模迁移机动转移轨迹以及对应控制。本发明能够在考虑多禁忌路径约束和时间约束前提下,实现集群航天器连续推力迁移机动轨迹的在线优化。
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公开(公告)号:CN113190033B
公开(公告)日:2022-05-10
申请号:CN202110561064.9
申请日:2021-05-20
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明涉及一种航天器飞行博弈中可交会的快速判别方法,属于航空航天领域。本发明首先利用两航天器初始位置和动力学进行积分,找到两航天器无控轨道相距最近处的时刻td,分别求解td时刻两个航天器的可达能力边界,对两个可达集的几何关系进行判断,从而确定逃避航天器是否一定可交会。此处一定可交会指无论逃避航天器采用何种控制,一定存在一种控制方式使追逐航天器末端位置与逃避航天器重合。本发明在航天器博弈问题中,利用航天器的可达能力边界,快速判断目标可交会性的方法,具有计算速度快、收敛性好、适用性强的优点。
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公开(公告)号:CN108128484B
公开(公告)日:2020-08-28
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:CN107688351B
公开(公告)日:2020-07-07
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:CN110489905A
公开(公告)日:2019-11-22
申请号:CN201910793033.9
申请日:2019-08-26
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开的一种基于地球大气减速的月地返回飞行器低燃耗捕获方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立月地返回飞行器大气飞行过程中的动力学模型;大气飞行过程中飞行器的大气飞行轨迹通过气动力调制,且倾侧角的大小能够反映气动力在不同方向上的分配,以倾侧角作为大气飞行轨迹的调整参数;建立实现捕获至目标轨道的终端状态约束;以终端状态为中间参数,构建倾侧角参数与目标轨道根数之间的非线性关系,从而构建求解方程;以构建的求解方程快速求解得到满足捕获任务的气动捕获轨迹和相应的控制参数;根据给定的控制参数,通过动力学模型进行积分得到满足终端状态约束的气动捕获轨迹,进而实现月地返回飞行器低燃耗捕获。
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公开(公告)号:CN110442117A
公开(公告)日:2019-11-12
申请号:CN201910788377.0
申请日:2019-08-26
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B23/02
Abstract: 本发明公开的一种火星探测器大底气动耦合分离过程安全性分析方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立着陆舱与大底下降过程的极坐标动力学模型;给定着陆舱与大底分离过程的初始状态量;建立大底分离过程着陆舱和大底的相对距离表达式;建立描述着陆舱和大底碰撞风险的概率表达式,并求取碰撞概率随系统参数的分布;给出不同系统参数下探测器与防热大底撞击风险存在的概率,并给出大底参数选取的范围,验证分离过程安全性分析方法的正确性和可靠性,进而提高火星探测器大底气动耦合分离过程安全性,降低撞击风险;本发明优点如下:鲁棒性强、可重复性高;灵活性高;对大底结构和气动参数没有依赖性;适用范围广。
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公开(公告)号:CN109911249A
公开(公告)日:2019-06-21
申请号:CN201910235382.9
申请日:2019-03-27
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的低推重比飞行器的星际转移有限推力入轨迭代制导方法,属于航空航天领域。本发明实现方法为:在地球质心惯性系下建立探测器动力学方程;将探测器在惯性系下的位置速度转换到入轨点惯性系下,并表示成轨道根数形式。简化探测器动力学方程,根据制导策略对探测器进行控制,制导至符合相应终止条件后停止制导,探测器进入星际转移轨道,实现探测器从近地轨道到星际转移轨道的直接转移,所述的相应终止条件为探测器的发动机满足关机条件建立探测器动力学方程,根据打靶方程求解中途修正脉冲,进行轨道中途修正,使探测器到达目标星体附近目标轨道,即实现低推重比的星际精确转移。本发明具有计算速度快、收敛性好、适用性强的优点。
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公开(公告)号:CN108082538A
公开(公告)日:2018-05-29
申请号:CN201711366134.5
申请日:2017-12-18
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的一种考虑始末约束的多体系统低能量捕获轨道方法,特别涉及一种考虑初始和终端状态约束的低能量捕获轨道方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:基于多体系统和弱稳定边界理论,利用太阳的引力作用辅助行星捕获,通过对到达天体的双曲线轨道倾角进行筛选并施加轨道修正,实现满足终端约束的捕获轨道设计,利用B平面参数实现精确的从地球出发的星际转移轨道和弱稳定边界轨道的匹配,探测器仅通过两次制动和一次轨道修正最终进入任务轨道。本发明具有所需速度增量小、适用范围广、方法易实现的优点。
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公开(公告)号:CN105301958B
公开(公告)日:2018-01-02
申请号:CN201510733982.X
申请日:2015-11-03
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明公开的一种基于气动力辅助的平衡点周期轨道捕获方法,涉及一种太阳‑行星‑探测器三体系统下周期轨道的捕获方法,属于航空航天技术领域。本发明通过建立探测器在气动力下的运动方程,并确定探测器在大气内运动的控制量变化规律,利用探测器进入行星大气的一段轨道将星际转移轨道与平衡点周期轨道的稳定流形相连接,实现行星‑太阳‑探测器三体系统的周期轨道捕获。探测器首先进入行星大气,利用气动力辅助减速,并在离开大气时进入行星‑太阳‑探测器三体系统下的稳定流形,沿稳定流形无动力滑行至周期轨道实现捕获。本发明具有所需速度增量极小,捕获机会多,灵活性高的特点,适用于具有大气的行星平衡点周期轨道捕获。
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公开(公告)号:CN105511493A
公开(公告)日:2016-04-20
申请号:CN201511000976.X
申请日:2015-12-28
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
CPC classification number: G05D1/104
Abstract: 本发明公开的一种基于火星大气辅助的低轨星座部署方法,涉及一种火星大气与其引力系统下的火星星座部署方法,属于航空航天技术领域。本发明通过优化得到满足气动力要求的控制率来求解出所需初始轨道进入大气施加的速度脉冲和飞行器进入目标轨道施加的速度脉冲。探测器通过施加所需的飞行器从初始轨道进入大气速度脉冲将载有的飞行器从远火点位置释放并进入大气,在大气内通过优化给出的控制率进行气动力辅助轨道转移,并通过施加所需的飞行器进入目标轨道施加的速度脉冲将飞行器定轨到目标轨道上,将多颗星座飞行器分别部署到各自的目标轨道上,实现对整个星座的部署。本发明部署过程所消耗的能量低,对目标轨道没有严苛的要求,部署过程灵活。
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