恭喜中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學周偉靜獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學申請的專利一種微推力作用下的納星燃料最省抵近軌道優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114492020B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-27發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210078713.4,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權一種微推力作用下的納星燃料最省抵近軌道優化方法是由周偉靜;葉繼飛;常浩;李南雷;邢寶玉設計研發完成,并于2022-01-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種微推力作用下的納星燃料最省抵近軌道優化方法在說明書摘要公布了:本發明提供一種微推力作用下的納星燃料最省抵近軌道優化方法,以微推力作用下納星抵近燃料最省作為優化目標,建立包含哈密頓函數、協態方程、推力控制函數的兩點邊值問題,利用納星位置及其協態變量、速度及其協態變量,建立狀態方程,利用兩點邊值問題的解和納星抵近相對距離實時值,建立量測方程;將軌跡分為多段,以抵近相對距離控制在一定范圍內為結束條件,利用容積卡爾曼濾波方法求解狀態方程和量測方程,并且每一段濾波終端位置和速度的估計值作為下一段濾波的初始值,每段濾波僅更新協態變量初值。該方法可以獲得最優抵近軌跡及推力施加情況。
本發明授權一種微推力作用下的納星燃料最省抵近軌道優化方法在權利要求書中公布了:1.一種微推力作用下的納星燃料最省抵近軌道優化方法,其特征在于:步驟一、以微推力作用下納星抵近燃料最省作為優化目標,構造哈密頓函數H_fuel: 抵近燃料最省性能指J標:t0為開始時間,tf為結束時間;其中,r=[x,y,z]T和v=[vx,vy,vz]T分別為遠程抵近衛星相對于目標衛星軌道坐標系的位置和速度;ω為目標衛星的軌道角速度;Thrust為微推力器推力大小,α為微推力器推力施加方向,且||α||=1,m為遠程抵近衛星的質量;步驟二,建立協態方程: 步驟三,確定納星的微推力方向和大小控制函數:方向角: 推力大小: 其中: 步驟四,以微推力作用下納星抵近時間最優作為優化目標,采用龐特里亞金極小值原理構建建立包含哈密頓函數、協態方程、推力控制函數的兩點邊值問題: 在給定初始狀態值條件下,采用積分狀態方程和協態方程即可求解滿足終端狀態值的位置值、速度值及其協態變量值,得到兩點邊值問題的解;其中,f為地球引力;步驟五,建立狀態方程: 其中w_fuel為高斯噪聲,表示系統過程噪聲;步驟六,利用步驟四得到的兩點邊值問題的解和納星抵近相對距離實時值,建立量測方程:z_fuel=h_fuelx+v_fuel,其中,z_fuel定義為系統的終端狀態,但由于終端狀態對遠程抵近衛星的速度和協態變量均沒有約束,因此將系統的量測值確定為z_fuel=[0,0,0]T;v_fuel為量測噪聲且為高斯噪聲;對于k時刻系統的狀態變量輸入xk,h_fuelxk為以該時刻作為初始狀態值的兩點邊值問題的解;步驟七,以抵近相對距離控制在約束范圍內為條件,利用容積卡爾曼濾波方法求解狀態方程和量測方程,1如果相對距離能夠收斂在約束范圍,則求解結束;2如果相對距離先減小后增大,且未進入到約束范圍,則以相對距離最小值發生的時刻作為軌跡分段依據,從相對距離達到最小值的時刻開始進行下一段濾波,將上一段濾波終端位置和速度的估計值作為下一段濾波的初始值,每段濾波僅更新協態變量初值,直至相對距離收斂到約束范圍內。
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