期刊检索

  • 2024年第56卷
  • 2023年第55卷
  • 2022年第54卷
  • 2021年第53卷
  • 2020年第52卷
  • 2019年第51卷
  • 2018年第50卷
  • 2017年第49卷
  • 2016年第48卷
  • 2015年第47卷
  • 2014年第46卷
  • 2013年第45卷
  • 2012年第44卷
  • 2011年第43卷
  • 2010年第42卷
  • 第1期
  • 第2期

主管单位 中华人民共和国
工业和信息化部
主办单位 哈尔滨工业大学 主编 李隆球 国际刊号ISSN 0367-6234 国内刊号CN 23-1235/T

期刊网站二维码
微信公众号二维码
引用本文:张勃,泮斌峰,唐硕.基于自动微分与伪谱法的小推力借力轨道设计[J].哈尔滨工业大学学报,2015,47(1):92.DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.2015.01.014
ZHANG Bo,PAN Binfeng,TANG Shuo.Low-thrust, gravity-assist trajectory optimization via pseudospectral method and automatic differentiation[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2015,47(1):92.DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.2015.01.014
【打印本页】   【HTML】   【下载PDF全文】   查看/发表评论  下载PDF阅读器  关闭
过刊浏览    高级检索
本文已被:浏览 1867次   下载 1367 本文二维码信息
码上扫一扫!
分享到: 微信 更多
基于自动微分与伪谱法的小推力借力轨道设计
张勃, 泮斌峰, 唐硕
(西北工业大学 航天学院, 710072 西安)
摘要:
针对小推力借力轨道设计问题,给出一种基于自动微分与伪谱法的优化方法. 借力模型采用B平面模型,提高了轨迹优化设计的鲁棒性. 用高斯伪谱法对整个小推力借力轨道进行离散,将发射时间的搜索包含在同一计算框架内,避免了传统混合方法中随机搜索算法收敛慢、精度低的缺点. 将得到的大规模非线性规划(NLP)问题采用序列二次规划(SQP)法进行求解,为实现NLP问题的快速收敛,提出了串联优化以及弹性约束策略. SQP需要的导数信息通过自动微分获得,保证了计算的高精度和快速收敛. 对地球-金星-火星小推力借力轨道进行了优化设计,验证了本文方法的正确性和有效性.
关键词:  小推力  借力飞行  轨道优化  自动微分  伪谱法
DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.2015.01.014
分类号:V41
基金项目:国家自然科学基金(11202163).
Low-thrust, gravity-assist trajectory optimization via pseudospectral method and automatic differentiation
ZHANG Bo, PAN Binfeng, TANG Shuo
(School of Astronautics, Northwestern Polytechnical University, 710072 Xi’an, China)
Abstract:
An approach for low-thrust and gravity-assist trajectory optimization is presented in this paper based on automatic differentiation and pseudospectral method. The B-plane model is used to increase robustness of the trajectory optimization problem. A Gauss pseudospectral method is applied to the parameterization of the entire trajectory, which includes the search of launch date in the same calculation framework to avoid the slow convergence rate and poor precision caused by stochastic search algorithms. A sequential quadratic programming (SQP) method is adopted as the solver of the resulting large scale nonlinear programming (NLP) problem. Strategies of serial optimization and elastic constraints are proposed in order that the NLP problem converges rapidly. The derivatives required by the SQP method are obtained by automatic differentiation to ensure high accuracy and a rapid convergence rate. Taking the optimization of Earth-Venus-Mars low-thrust gravity-assist trajectory as an example, the results verify the correctness and validity of the proposed method.
Key words:  low-thrust  gravity-assist  trajectory optimization  automatic differentiation  pseudospectral method

友情链接LINKS