Control de Movimiento Orbital Relativo de Naves Espaciales Basado en Optimización Multi-Objetivo
Autores: Guo, Jieyuan; Miao, Haibin; Shao, Lizhen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de Movimiento Orbital Relativo de Naves Espaciales Basado en Optimización Multi-Objetivo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Nave seguidora
Movimiento relativo
Problema de control de movimiento orbital
Optimización multiobjetivo
Ecuación de Hill-Clohessy-Wiltshire
Frente de Pareto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, consideramos el movimiento relativo de una nave espacial seguidora que orbita la Tierra en una órbita casi circular con respecto a una nave espacial líder. Se estudia aquí el problema de control del movimiento orbital relativo de la nave espacial seguidora. Para permitir que la nave espacial seguidora tenga éxito en su maniobra de movimiento orbital objetivo, propusimos un método de optimización multiobjetivo para resolver el problema de control del movimiento orbital relativo. En primer lugar, se utilizó una ecuación de Hill-Clohessy-Wiltshire para describir el sistema de control del movimiento orbital relativo continuo. Luego, el sistema se discretizó en un sistema discreto utilizando métodos numéricos. A continuación, se formuló un modelo de optimización multiobjetivo del problema de control del movimiento orbital relativo. En el modelo, se minimizaron simultáneamente dos objetivos, es decir, el error de movimiento orbital y el consumo de energía. Además, se utilizó el método de -constraint para resolver el problema de optimización multiobjetivo y la frontera de Pareto, que demuestra que se puede lograr un equilibrio entre los dos objetivos. Finalmente, se llevaron a cabo experimentos numéricos para validar la efectividad del enfoque de optimización multiobjetivo propuesto.
Descripción
En este artículo, consideramos el movimiento relativo de una nave espacial seguidora que orbita la Tierra en una órbita casi circular con respecto a una nave espacial líder. Se estudia aquí el problema de control del movimiento orbital relativo de la nave espacial seguidora. Para permitir que la nave espacial seguidora tenga éxito en su maniobra de movimiento orbital objetivo, propusimos un método de optimización multiobjetivo para resolver el problema de control del movimiento orbital relativo. En primer lugar, se utilizó una ecuación de Hill-Clohessy-Wiltshire para describir el sistema de control del movimiento orbital relativo continuo. Luego, el sistema se discretizó en un sistema discreto utilizando métodos numéricos. A continuación, se formuló un modelo de optimización multiobjetivo del problema de control del movimiento orbital relativo. En el modelo, se minimizaron simultáneamente dos objetivos, es decir, el error de movimiento orbital y el consumo de energía. Además, se utilizó el método de -constraint para resolver el problema de optimización multiobjetivo y la frontera de Pareto, que demuestra que se puede lograr un equilibrio entre los dos objetivos. Finalmente, se llevaron a cabo experimentos numéricos para validar la efectividad del enfoque de optimización multiobjetivo propuesto.