三维电动力绳系子卫星轨道转移最优控制策略

"三维电动力绳系子卫星轨道转移的最优控制 (2011年)" 这篇论文探讨了在三维空间中，电动力绳系子卫星如何进行轨道转移的最优控制策略，尤其考虑了倾斜轨道的情况以及复杂的状态和控制约束。在倾斜轨道上，这种最优控制问题变得尤为复杂，因为需要在满足各种物理和工程限制的同时，有效地改变子卫星的轨道。 论文采用Gauss伪谱算法，将原本的连续时间最优控制问题转化为一个大规模的动态规划问题。这种转换使得问题可以被非线性规划方法解决。通过这种方法，研究人员能够计算出最优控制时间，即实现轨道转移所需的最短时间，同时也能够得到子卫星的最优转移轨道路径，以及控制张力和电流的最优值。 数值仿真是验证这些控制策略有效性的关键工具。通过仿真，论文展示了在满足约束条件的情况下，如何通过调整绳系的张力和电流来实现子卫星从主卫星下方到上方的平衡位置的精确转移。轨道倾角的变化对最优控制量有显著影响，这表明在实际操作中需要考虑地球磁场和轨道几何形状的相互作用。 电动力绳系卫星是一种创新的航天技术，其导电绳索在切割地球磁场线时产生的洛伦兹力可以作为推力来源，从而实现无燃料的轨道调整。这项研究为绳系卫星系统提供了新的控制理论基础，有助于提高其在空间任务中的应用潜力，比如在不同高度执行探测任务或者进行空间站的推进。 论文的作者们，包括刘丽丽、文浩、金栋平和胡海岩倡，通过他们的研究工作，为电动力绳系卫星的轨道转移提供了一种优化的解决方案，这不仅有助于节省能源，还能提高任务的精度和效率。这项研究得到了国家自然科学基金和中南大学前沿研究计划的支持，并在计算力学领域的重要期刊《计算力学学报》上发表，体现了其在学术界的影响力和价值。 关键词涉及的主题包括电动力绳系卫星、最优控制、轨道转移和非线性规划，这些是理解论文核心内容的关键。文章编号和中图分类号则提供了进一步的学术引用和检索信息。这篇论文对理解和改进绳系卫星系统的轨道控制策略具有重要的科学贡献。