基于伪谱法的编队卫星队形重构防碰撞轨迹优化
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作者:
作者单位:

1. 哈尔滨工业大学
2. 哈尔滨工业大学航天学院控制科学与工程系
3. 哈尔滨工业大学航天学院

作者简介:

黄海滨

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基金项目:

国家自然科学基金项目


Optimal trajectory planning for reconfiguration of satellite formation with collision avoidance based on Pseudospectral method
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    摘要:

    提出了基于伪谱法的编队卫星队形重构最优轨迹规划方法. 首先, 应用Legendre 伪谱法将队形重构问题离
    散化为非线性规划问题; 然后, 通过庞特里亚金极小值原理计算出不考虑碰撞规避问题时各星最优轨迹的解析形式,
    并由此计算出各星间的碰撞点; 最后, 在碰撞点附近设置符合高斯分布的测试点, 进一步避免各星在配置点间发生碰
    撞. 仿真结果表明, 应用所提出方法得到的队形重构的最优轨迹能够较好地满足各种约束条件, 计算精度高、速度快,
    使得编队卫星自主重构成为可能.

    Abstract:

    An algorithm for energy-optimal trajectory planning of satellite formation reconfiguration based on
    Pseudospectral method is proposed. Firstly, the reconfiguration problem is converted into a nonlinear programming problem
    by using Legendre Pseudospectral method. Then the analytical expressions of the formation satellites are derived by using
    Pontryagin’s minimum principle without considering the collision avoidance, and the points are found out, where collisions
    happen for all the satellites. Moreover, some points are set according with Gaussian distribution around the collision points,
    which guarantee that the satellites can not collide with each other at these test points. The simulation results show that the
    proposed algorithm satisfies the constraints well and can be used for autonomous reconfiguration with its small computational
    amount and high accuracy.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

黄海滨 马广富 庄宇飞 吕跃勇.基于伪谱法的编队卫星队形重构防碰撞轨迹优化[J].控制与决策,2012,27(4):551-556

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  • 收稿日期:2010-11-04
  • 最后修改日期:2011-01-18
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  • 在线发布日期: 2012-04-20
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