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含站保持约束的长期交会中燃料最优避撞机动

系统与控制 2024-09-20 v2 系统与控制

摘要

本文提出一种序列凸规划方法,用于计算长期交会的燃料最优避撞机动。采用低推力加速度模型刻画控制,但该方法可通过增大最大可用加速度来计算高推力机动。与短期问题相比,长期交会由于遭遇非瞬时而带来额外挑战。因此,在高斯统计假设下,以更简明的度量——瞬时碰撞概率(IPoC)替代碰撞概率,并将保持区约束表述为在所关注时间帧内须持续满足的条件。通过引入对 IPoC 灵敏度的约束提升了解的鲁棒性。此外,将避撞问题与地球静止轨道卫星的经典站保持需求以及低地球轨道卫星返回标称轨道条件相耦合。尽管无法保证恢复全局最优解,但在不同轨道体制下的数值仿真表明,所提方法能以适于自主应用的运行时间给出局部燃料最优解。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.06004,
  title  = {Fuel-Optimal Collision Avoidance Maneuvers in Long-Term Encounters with Station-Keeping Constraints},
  author = {Zeno Pavanello and Laura Pirovano and Roberto Armellin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.06004},
  year   = {2024}
}

备注

Submitted to Journal of Guidance Control and Dynamics (first revision)