航天器轨迹优化理论、方法及应用PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

航天器轨迹优化理论、方法及应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1航天器轨迹优化的研究背景与意义1

1.2航天器轨迹优化问题分类2

1.3航天器轨迹优化的发展历程3

1.3.1 20世纪50年代前后的最优控制理论4

1.3.2 20世纪60年代发展兴起的间接法5

1.3.3 20世纪70年代以来的直接法7

1.3.4 20世纪90年代以来的智能优化算法11

1.4本书的目的和内容安排13

参考文献14

第2章 轨迹最优化基础理论17

2.1最优控制问题的数学描述17

2.2变分法18

2.2.1泛函极值与变分18

2.2.2泛函极值的必要条件21

2.2.3最优控制问题的变分法24

2.3极小值原理26

2.3.1极小值原理的基本形式26

2.3.2具有轨线约束的最优控制问题28

2.4数学规划基本理论31

2.4.1无约束极值理论31

2.4.2等式约束极值问题的经典拉格朗日理论32

2.4.3不等式约束极值问题的库恩-塔克（Kuhn-Tucker）理论33

参考文献35

第3章 轨迹优化参数化方法37

3.1基于极小值原理的间接法37

3.1.1间接法的参数化方法37

3.1.2间接法的特点38

3.1.3间接法的若干典型应用38

3.2传统的直接法39

3.2.1传统直接法的参数化方法39

3.2.2传统直接法的特点43

3.2.3传统直接法的若干典型应用43

3.3伪谱法43

3.3.1伪谱法的参数化方法44

3.3.2伪谱法的特点49

3.3.3伪谱法的若干典型应用49

3.4其他方法50

3.4.1动态逆方法50

3.4.2动态规划方法51

3.4.3滚动时域优化52

3.4.4快速探索随机树法53

3.4.5轨迹优化方法的其他相关问题54

参考文献55

第4章 轨迹优化数值优化算法58

4.1航天器轨迹优化中的优化算法研究概述58

4.1.1航天器轨迹优化中的经典优化算法58

4.1.2航天器轨迹优化中的智能优化算法59

4.2两点边值问题的求解方法60

4.2.1两点边值问题的打靶法61

4.2.2共轭梯度法61

4.2.3两点边值问题的非线性优化62

4.3经典非线性规划算法62

4.3.1无约束直接优化算法62

4.3.2无约束间接优化算法63

4.3.3约束处理算法63

4.4序列二次规划算法67

4.4.1概述67

4.4.2算法原理与步骤68

4.4.3软件71

4.5智能优化算法71

4.5.1遗传算法71

4.5.2模拟退火算法73

4.5.3微粒群算法76

4.5.4差分进化算法77

4.5.5蚁群算法78

4.6多目标优化算法79

4.6.1多目标优化问题79

4.6.2多目标问题求解方法分类80

4.6.3传统的多目标优化算法82

4.6.4多目标进化算法82

4.6.5物理规划方法88

参考文献92

第5章 运载火箭发射轨道设计优化101

5.1运载火箭发射轨道设计优化研究进展101

5.1.1国外研究进展101

5.1.2国内研究进展102

5.2发射轨道设计优化基本模型103

5.2.1运载火箭发射轨道动力学模型103

5.2.2运载火箭发射轨道优化问题104

5.2.3发射轨道程序角参数化方法105

5.2.4目标轨道入轨条件计算106

5.3地球同步轨道发射轨道设计107

5.3.1发射过程107

5.3.2停泊轨道的选择与进入停泊轨道的条件108

5.3.3 GTO的选择与进入GTO的条件108

5.3.4俯仰角程序的选择109

5.4基于分解策略的GTO发射轨道优化110

5.4.1研究内容110

5.4.2参数化处理及分析计算模型110

5.4.3两级规划模型111

5.4.4发射轨道的分解优化模型112

5.4.5优化策略设计114

5.4.6 GTO发射轨道优化结果分析115

5.5 LEO和SSO发射轨道优化策略119

5.5.1 LEO发射轨道优化策略120

5.5.2 SSO发射轨道优化策略120

5.6最小起飞质量两级优化121

5.6.1最小起飞质量优化策略121

5.6.2最小起飞质量两级规划模型122

5.6.3结果分析124

参考文献126

第6章 航天器再入轨迹设计优化129

6.1再入轨迹设计优化研究进展129

6.1.1传统航天器再入轨迹设计129

6.1.2机动再入飞行器轨迹优化129

6.2传统再入航天器轨迹设计优化131

6.2.1弹道升力式再入轨迹设计131

6.2.2升力式再入轨迹设计133

6.3基于平面运动模型的滑翔式再入轨迹优化135

6.3.1轨迹优化问题描述136

6.3.2轨迹优化算例与结果分析138

6.3.3基于轨迹优化的最优攻角设计142

6.4基于空间运动模型的滑翔式再入轨迹优化144

6.4.1轨迹优化问题描述145

6.4.2轨迹优化策略与求解器149

6.4.3轨迹优化算例与结果分析150

6.5基于空间运动模型的滑翔式再入轨迹在线生成156

6.5.1轨迹在线生成问题描述157

6.5.2再入走廊的确定158

6.5.3纵向参考轨迹的在线规划159

6.5.4三自由度轨迹的在线生成161

6.5.5轨迹在线生成算例与结果分析163

参考文献164

第7章 空间最优脉冲轨道机动167

7.1空间最优轨道机动问题167

7.1.1基本数学模167

7.1.2轨道机动问题的分类168

7.1.3不同推力模型及设计变量169

7.2最优脉冲轨道机动研究概述170

7.2.1间接方法171

7.2.2直接方法172

7.3最优脉冲轨道机动基本理论和算法173

7.3.1主矢量理论及算法173

7.3.2 Lambert算法178

7.4最优脉冲轨道转移典型算法187

7.4.1典型最优轨道转移结论187

7.4.2基于Lambert算法的最优多脉冲转移188

7.4.3基于Gauss伪谱法的多脉冲最优转移190

7.5最优脉冲轨道交会典型算法195

7.5.1基于主矢量理论的最优脉冲线性交会195

7.5.2最优多脉冲非线性交会的规划模型199

7.5.3基于主矢量理论和进化算法的交互式求解方法201

7.6深空探测引力辅助最优脉冲机动优化211

7.6.1引力辅助机动分析模型211

7.6.2多脉冲机动优化模型212

7.6.3算例分析215

7.7小行星探测多脉冲交会轨道多目标优化217

7.7.1小行星探测深空转移轨道机动问题218

7.7.2多目标优化模型与算法219

7.7.3算例分析220

参考文献223

第8章 空间有限推力最优轨道机动228

8.1有限推力最优轨道机动研究概述228

8.1.1间接方法228

8.1.2直接方法230

8.1.3其他方法23

8.2固定推力地球轨道转移问题231

8.2.1两点边值问题232

8.2.2边值条件分析233

8.2.3算例分析235

8.3小推力火星探测最优轨道转移问题236

8.3.1小推力星际轨道转移问题237

8.3.2最短时间轨道转移的间接算法238

8.3.3基于模拟退火算法的直接优化方法240

8.4有限推力最优线性交会问题242

8.4.1 C-W交会动力学模型242

8.4.2连续推力最优线性交会243

8.4.3固定推力最优线性交会248

8.5小推力最优非线性交会问题252

8.5.1小推力轨道动力学模型252

8.5.2小推力最优交会的典型间接法256

8.5.3小推力最优交会的直接法性能分析258

8.6月面最优着陆问题266

8.6.1月面最优定点着陆问题描述266

8.6.2优化策略270

8.6.3算例分析271

参考文献273

第9章 航天器轨迹优化软件279

9.1概述279

9.2美国典型轨迹优化软件281

9.2.1 POST和GTS281

9.2.2 OTIS281

9.2.3 SOCS282

9.2.4 DIDO282

9.3欧洲典型轨迹优化软件282

9.3.1 ASTOS282

9.3.2其他轨迹优化软件285

9.4著者开发的轨迹优化软件286

9.4.1运载火箭轨迹优化软件286

9.4.2空间交会路径规划软件288

9.4.3优化算法与最优控制软件（SOAOC）294

参考文献297