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公开(公告)号：CN113722821A
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202110991804.2
申请日：2021-08-27
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明公开的一种航天器交会对接轨迹规划事件约束的凸化方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：对事件约束解空间进行离散化处理，获得一系列空间离散的网格；在每个离散的网格边界点处计算约束函数值，并对约束函数数据进行插值，获得约束函数的线性表达形式；构建事件检测函数，并对事件约束函数进行松弛，凸化网格判断约束，获得凸的事件约束函数形式；构建开关函数，描述原事件触发函数，获得事件触发函数的凸表达形式；对所述凸表达形式进行求解，获得航天器交会对接最优轨迹，进而在不改变原问题解空间的前提下提升带有事件约束的航天器交会对接轨迹规划的收敛性和效率。
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公开(公告)号：CN112051854B
公开(公告)日：2021-07-16
申请号：CN202011005654.5
申请日：2020-09-23
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明公开的一种考虑复杂约束的月球软着陆最优轨迹快速规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：对月球软着陆轨迹规划问题进行离散化处理，将轨迹规划问题转化为有限维变量和约束的非线性规划问题；利用饱和函数变换对非线性规划问题中的约束进行等价变换，将非线性不等式约束转化为拓展状态空间下的等式约束；对等价变换后的非线性规划问题的约束进行凸化处理，将扩展后的状态变量的置信区间作为惩罚项加入到性能指标中，提升序列迭代的收敛性,最后应用凸优化求解器序列求解凸化子问题，直至获得收敛的月球软着陆最优轨迹，实现月球软着陆最优轨迹快速规划，提高月球软着最优轨迹规划效率、鲁棒性和约束处理能力。
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公开(公告)号：CN111444603A
公开(公告)日：2020-07-24
申请号：CN202010212516.8
申请日：2020-03-24
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/15 , G06F119/14
摘要： 本发明涉及一种航天器离轨轨迹规划方法，特别适用于返回式航天器的离轨轨迹规划，属于航空航天领域。本发明的方法通过建立连续推力动力学模型，实现了连续推力下轨迹规划问题，更符合航天器发动机工作情况。因为将动力学变量改为地心距，将时间变量与动力学分离，所以解决了时间最短轨迹规划困难问题。通过一系列变换将动力学方程和目标函数转为凸函数形式，因此可使用凸优化技术，极大的提高了计算效率，满足在线规划要求。
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公开(公告)号：CN114115308A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111335969.0
申请日：2021-11-12
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 本发明公开的一种引力波探测航天器姿态自主规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：根据引力波探测任务的轨道与姿态强耦合特性，构建带有终端状态强非线性约束的时间最省姿态规划问题；在该问题中，应用曲线拟合技术将终端状态约束拟合为时间与四元数的多项式函数；通过引入增广变量将该问题转化为带有矩阵约束的QCQP问题；使用半正定约束对该矩阵约束进行松弛，在性能指标中额外引入惩罚项对该约束的松弛程度进行最小化，得到一个近似凸优化问题；通过迭代求解该问题，获得原问题的最优姿态机动序列。本发明能够在保证建模真实、求解鲁棒的前提下，提高姿态规划效率，解决引力波探测任务姿态规划应用相关技术问题。
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公开(公告)号：CN113722821B
公开(公告)日：2024-01-23
申请号：CN202110991804.2
申请日：2021-08-27
申请人： 北京理工大学
摘要： 本发明公开的一种航天器交会对接轨迹规划事件约束的凸化方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：对事件约束解空间进行离散化处理，获得一系列空间离散的网格；在每个离散的网格边界点处计算约束函数值，并对约束函数数据进行插值，获得约束函数的线性表达形式；构建事件检测函数，并对事件约束函数进行松弛，凸化网格判断约束，获得凸的事件约束函数形式；构建开关函数，描述原事件触发函数，获得事件触发函数的凸表达形式；对所述凸表达形式进行求解，获得航天器交会对接最优轨迹，进而在不改变原问题解空间的前提下提升带有事件约束的航天器交会对接轨迹规划的收敛性和效率。
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公开(公告)号：CN111444603B
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202010212516.8
申请日：2020-03-24
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/15 , G06F119/14
摘要： 本发明涉及一种航天器离轨轨迹规划方法，特别适用于返回式航天器的离轨轨迹规划，属于航空航天领域。本发明的方法通过建立连续推力动力学模型，实现了连续推力下轨迹规划问题，更符合航天器发动机工作情况。因为将动力学变量改为地心距，将时间变量与动力学分离，所以解决了时间最短轨迹规划困难问题。通过一系列变换将动力学方程和目标函数转为凸函数形式，因此可使用凸优化技术，极大的提高了计算效率，满足在线规划要求。
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公开(公告)号：CN113722958A
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202111002679.4
申请日：2021-08-30
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G06F30/23 , G01V7/00 , G06F119/14
摘要： 本发明公开的一种不规则形状小天体引力场高效建模方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：选定建模任务区，对任务区域内整个空间离散化处理，离散为一系列微小三棱锥空间；通过计算顶点处的二体引力加速度并与标称引力加速度作差，获取顶点处的引力场残差数据；通过重心插值获得三棱锥内部区域的引力场残差线性表达形式；对任务区域内全部的三棱锥遍历计算，将引力场残差数据转化为网格判断约束与线性插值形式；将引力场参数与二体引力加速度求和，得到基于网格判断的局部线性引力场模型；通过迭代给定该线性引力场的空间离散尺度，获得满足精度要求的小行星附近局部引力场模型。本发明能够在满足任务需求下显著提升引力场建模的效率。
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公开(公告)号：CN112051854A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202011005654.5
申请日：2020-09-23
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05D1/02
摘要： 本发明公开的一种考虑复杂约束的月球软着陆最优轨迹快速规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：对月球软着陆轨迹规划问题进行离散化处理，将轨迹规划问题转化为有限维变量和约束的非线性规划问题；利用饱和函数变换对非线性规划问题中的约束进行等价变换，将非线性不等式约束转化为拓展状态空间下的等式约束；对等价变换后的非线性规划问题的约束进行凸化处理，将扩展后的状态变量的置信区间作为惩罚项加入到性能指标中，提升序列迭代的收敛性,最后应用凸优化求解器序列求解凸化子问题，直至获得收敛的月球软着陆最优轨迹，实现月球软着陆最优轨迹快速规划，提高月球软着最优轨迹规划效率、鲁棒性和约束处理能力。
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公开(公告)号：CN113722958B
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202111002679.4
申请日：2021-08-30
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G06F30/23 , G01V7/00 , G06F119/14
摘要： 本发明公开的一种不规则形状小天体引力场高效建模方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：选定建模任务区，对任务区域内整个空间离散化处理，离散为一系列微小三棱锥空间；通过计算顶点处的二体引力加速度并与标称引力加速度作差，获取顶点处的引力场残差数据；通过重心插值获得三棱锥内部区域的引力场残差线性表达形式；对任务区域内全部的三棱锥遍历计算，将引力场残差数据转化为网格判断约束与线性插值形式；将引力场参数与二体引力加速度求和，得到基于网格判断的局部线性引力场模型；通过迭代给定该线性引力场的空间离散尺度，获得满足精度要求的小行星附近局部引力场
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公开(公告)号：CN114115308B
公开(公告)日：2023-02-17
申请号：CN202111335969.0
申请日：2021-11-12
申请人： 北京理工大学
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 本发明公开的一种引力波探测航天器姿态自主规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：根据引力波探测任务的轨道与姿态强耦合特性，构建带有终端状态强非线性约束的时间最省姿态规划问题；在该问题中，应用曲线拟合技术将终端状态约束拟合为时间与四元数的多项式函数；通过引入增广变量将该问题转化为带有矩阵约束的QCQP问题；使用半正定约束对该矩阵约束进行松弛，在性能指标中额外引入惩罚项对该约束的松弛程度进行最小化，得到一个近似凸优化问题；通过迭代求解该问题，获得原问题的最优姿态机动序列。本发明能够在保证建模真实、求解鲁棒的前提下，提高姿态规划效率，解决引力波探测任务姿态规划应用相关技术问题。
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