一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务调度模型及优化算法

作     者：朱啸宇 乔兵 张庆展 靳永强 谭迎龙 

作者机构：南京航空航天大学航天学院江苏南京210016 上海宇航系统工程研究所上海201109 

基　　金：上海航天创新基金资助项目(2015019) 南京航空航天大学开放基金资助项目(KFJJ20151506) 

出 版 物：《四川大学学报（工程科学版）》 (Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition))

年 卷 期：2017年第49卷第S2期

页      码：186-194页

摘      要：基于空间燃料站的在轨加注任务作为未来轨道运输系统的新模式,为未来航天器在轨服务任务提供了有效的选择。本文针对多GEO目标航天器在轨加注任务,将空间燃料站技术与传统"一对多"在轨加注技术相结合,提出一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务调度模型。模型中,考虑了服务航天器可重复利用与自身携带的燃料限制,结合轨道机动与交会问题,通过对双脉冲轨道转移的分析与求解,获得轨道转移速度增量和转移时间等目标优化参数。在此基础上,针对多目标优化问题,根据调度模型的速度增量、时间等待优化变量的对应与约束关系,面向多GEO目标航天器,设计了一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务多目标优化算法。该算法利用设置断点的方式改进了遗传算法对加注任务调度及其多目标优化问题的求解方法,获得了服务航天器在需往返燃料站时,优化的燃料消耗、服务顺序及该顺序下的时间分配策略。以10颗GEO圆轨道目标航天器的在轨加注任务为例,进行了数值仿真计算。结果表明算法能够解决加入空间燃料站对传统在轨加注任务调度的影响。

主 题 词：空间燃料站 在轨加注 任务调度 遗传算法 多目标优化 

学科分类：0810[工学-土木类] 12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 081104[081104] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0835[0835] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.15961/j.jsuese.201600904

馆 藏 号：203254666...