动态靶点法
本文作者:天疆说
定义
动态靶点法(Dynamic Target Method)是对传统靶点法的改进,由陈昱桔(2024)提出。其核心思想是:由于 DRO 轨道每一圈状态都不相同,靶点的设置也应该是动态变化的。通过差分进化算法对靶点位置进行优化,以减少燃料消耗。
与传统靶点法的区别
| 特征 | 传统靶点法 | 动态靶点法 |
|---|---|---|
| 靶点位置 | 等间隔固定选取 | 通过优化算法动态确定 |
| 燃料消耗 | 较高 | 减少约一半 |
| 机动次数 | 较多 | 减少约 25% |
| 适应性 | 对不同 DRO 轨道使用相同策略 | 针对每条 DRO 轨道自适应调整 |
基本原理
引入位置系数 表示靶点在 DRO 轨道上的相对位置,以单圈 DRO 轨道保持控制所需的燃料消耗为目标函数,通过差分进化算法寻找最优的靶点位置。
仿真结果
对 1 年拟周期 DRO 轨道保持控制的仿真结果表明:
- 设置 2 个靶点时轨道保持效果最好
- 动态靶点法的机动量(燃料消耗)相对于传统靶点法减少约一半
- 机动次数减少 25%
核心要素
数学定义
动态靶点法引入位置系数 表示靶点在 DRO 轨道上的相对位置,以单圈 DRO 轨道保持控制所需的燃料消耗为目标函数,通过差分进化算法寻找最优靶点位置。
关键性质
与传统靶点法的等间隔固定选取不同,动态靶点法针对每条 DRO 轨道自适应调整靶点位置,燃料消耗减少约一半,机动次数减少约 25%。
数值方法
设置 2 个靶点时轨道保持效果最佳。优化过程采用差分进化算法在连续空间中搜索最优的 值。
应用价值
动态靶点法为 DRO 轨道的长期低能耗保持控制提供了有效手段,通过优化靶点位置显著降低燃料消耗,在一年期拟周期 DRO 轨道保持控制中表现出优越的性能。
相关概念
参考文献
- 陈昱桔. 面向地月空间态势感知的DRO轨道设计与控制研究[D]. 2024.
