平动点拟周期轨道的维持与转移

1144766066 · 发表于 2022-3-27 20:14:53

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雅宝题库解析：
自1978年ISEE-3成功发射以来，共线平动点任务的研究越来越引起航天界的重视，迄今为止已有8个探测器执行了平动点任务。但众所周知，共线平动点是不稳定的，因此平动点附近的轨道也是不稳定的。如何寻找平动点附近的周期轨道和拟周期轨道、如何进行轨道维持、如何转移到周期轨道和拟周期轨道，是轨道设计中的三个主要题目。我们已通过中心流形的方法找到了系统的周期轨道和拟周期轨道。本文将共线平动点拟周期轨道作为目标轨道，重点研究其维持与转移题目。首先，通过脉冲方法对不稳定的拟周期轨道进行控制，分别给出了定时控制和误差控制两种控制策略及其控制特性：在定时控制策略的情况下，随着控制时间间隔的减小，轨道误差会减小，能量消耗会增加；在误差控制策略情况下，随着设定误差的增大，轨道误差会增加，能量消耗会增加。本文还分别从控制精度与能量消耗两个指标上比较了两种控制策略的优劣，从而得出了较优的控制策略：无论在误差控制还是能量消耗方面，定时控制都优于范围控制。然而两种控制方法都表现了一种同样的控制规律，即控制力都呈现一定的周期性。其次，本文还基于不变流形理论设计了低能耗转移轨道，并总结了设计转移轨道时的规律：把轨道的动力学方程沿目标轨道线性化，呈“鞍点*中心*中心”结构，其中的鞍点对应的两个特征向量沿目标轨道发生（拟）周期性变化；目标轨道幅值较小时，其稳定流形延伸得较近，当目标轨道的幅值在一定的范围内时，其稳定流形可以延伸到地球的停泊轨道，则航天器在进入停泊轨道后可以通过一次变轨完成轨道转移，从而使航天器进入目标轨道。

平动点拟周期轨道的维持与转移

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