用于跟踪碰撞规避约束下太空目标轨迹规划的最优方法
最优化与控制
2025-07-01 v1
摘要
本文提出一种用于执行姿态控制优化的方法，旨在使追踪器 spacecraft 在维持靠近目标空间对象的同时避免碰撞。目标对象轨迹以数值形式提供，以考虑被动碎片和主动机动 spacecraft。追踪器对象的推力动作建模为离散 (开/关) 变量，以优化资源（如燃料）并满足空间、动力学和碰撞规避约束。将运动方程直接使用四阶龙格-库塔方法离散化，不需要线性化动力学。进一步地，采用缩放技术、基于透视凸函数重构的有效约束，以及将离散动作的连续松弛与取整启发式方法的组合，以恢复高质量可行解。该方法术语使能够在延长的时间范围内进行高效、无碰撞的轨迹规划，同时降低计算开销。通过数值案例研究验证了所提出方法的有效性和实用性。
引用
@article{arxiv.2506.22797,
title = {Optimal Trajectory Planning for Space Object Tracking with Collision-Avoidance Constraints},
author = {Saif R. Kazi and Harsha Nagarajan and Hassan Hijazi and Przemek Wozniak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.22797},
year = {2025}
}
备注
Submitted to 2025 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA)