連續(xù)推力軌跡優(yōu)化的協態(tài)初值估計與同倫延拓方法

第1章  緒論   1
1.1  研究背景和意義   1
1.2  研究現狀綜述   4
1.2.1  連續(xù)推力軌跡優(yōu)化方法   5
1.2.2  間接法協態(tài)初值猜測研究   9
1.2.3  同倫延拓方法研究   12
1.2.4  連續(xù)推力多圈軌跡優(yōu)化方法   14
1.3  本書工作和創(chuàng)新點   16
1.3.1  本書工作   16
1.3.2  主要創(chuàng)新點   18
第2章  協態(tài)變量與標稱軌道的映射關系   20
2.1  本章引論   20
2.2  連續(xù)推力軌跡優(yōu)化模型   21
2.2.1  動力學模型和最優(yōu)控制問題   21
2.2.2  兩點邊值問題及打靶法   23
2.3  一階必要條件的理論分析與討論   25
2.3.1  哈密頓函數的性質   26
2.3.2  線性等式約束條件   26
2.3.3  其他約束條件   28
2.4  線性映射方程   29
2.4.1  映射方程推導   29
2.4.2  解析協態(tài)初值估計   30
2.5  算例與分析   33
2.5.1  行星際交會問題   33
2.5.2  月球著陸問題   38
2.6  本章小結   41
第3章  混合系統同倫延拓方法   43
3.1  本章引論   43
3.2  混合系統同倫延拓優(yōu)化問題   44
3.2.1  子系統模型及耦合函數   44
3.2.2  混合系統最優(yōu)控制   46
3.3  基于同倫延拓方法的數值求解   48
3.3.1  線性化問題的解析求解   48
3.3.2  非線性問題的數值求解   51
3.4  算例與分析   53
3.4.1  地球至小行星Tempel 1交會問題   55
3.4.2  地球至小行星Dionysus交會問題   57
3.5  本章小結   60
第4章  多圈轉移和交會的時間最優(yōu)問題求解   62
4.1  本章引論   62
4.2  多圈軌跡優(yōu)化模型   63
4.3  多圈軌跡優(yōu)化問題的簡化   66
4.3.1  Sundman變換下協態(tài)映射   66
4.3.2  等價邊界條件及軌道平均化   72
4.3.3  解析協態(tài)初值   76
4.4  近似模型下多圈轉移和交會軌跡求解   79
4.4.1  末端真經度固定問題的間接法求解   79
4.4.2  最優(yōu)交會時刻分析   83
4.4.3  以真經度為自變量問題的間接法求解   85
4.5  高精度模型下多圈交會軌跡優(yōu)化   86
4.6  本章小結   90
第5章  多圈交會的燃料最優(yōu)問題求解   92
5.1  本章引論   92
5.2  燃料最優(yōu)軌跡優(yōu)化模型   93
5.3  多次同倫延拓求解算法   96
5.3.1  Sundman變換下協態(tài)映射   97
5.3.2  交會時間約束處理   99
5.3.3  解析協態(tài)初值   100
5.3.4  算法實現   102
5.4  算例與分析   105
5.5  本章小結   110
第6章  總結與展望   112
6.1  總結   112
6.2  展望   114
參考文獻   115
在學期間完成的相關學術成果   132
致謝   134