解析控制律优化太阳帆星际转移轨道设计

本文主要探讨了基于解析控制律的太阳帆航天器星际转移轨道控制方法。太阳帆作为一种新兴的推进技术，其原理是利用太阳光的压力驱动航天器，这使得它特别适合于长距离的星际旅行任务。传统的航天器通常依赖于化学推进，而太阳帆则提供了更为环保且持久的动力来源。 文章的核心贡献在于提出了一种新的解析最优控制律，这种方法摒弃了传统的数值计算，通过设置混合权重对航天器的轨道根数进行联合控制。轨道根数，包括轨道半长轴、偏心率、升交点角和轨道倾角等参数，是描述天体运动轨迹的重要参数。通过优化改进的春分点轨道根数，作者设计出了一种能够快速计算和调整这些参数的控制策略，使得在星际转移过程中能够精确地控制航天器的运动路径。 作者以水星探测任务为例，通过仿真分析展示了这种解析控制律的有效性和实用性。仿真结果显示，新提出的控制律具有显著的计算效率优势，能够在保证控制精度的同时，快速响应和调整轨道参数，从而满足星际转移任务中对轨道精度和控制实时性的工程需求。 关键词方面，文章强调了“太阳帆航天器”、“日心转移轨道”、“解析法”、“最优控制律”和“轨道控制”等关键概念，这些术语体现了研究的焦点和创新点。这篇文章为太阳帆航天器的星际转移提供了理论支持和技术路径，对于推动太阳帆航天器技术的发展以及未来深空探索任务的设计具有重要意义。