文档名：航天器轨道追逃态势分析的水平集方法
摘要：航天器轨道追逃是当前航天动力学与控制领域的研究热点.针对轨道追逃定性问题开展研究,提出了一种综合运用降维动力学模型和后向可达集的航天器近距离轨道追逃态势分析方法,以支撑任务可行性分析;通过在视线旋转坐标系下推导博弈系统降维动力学模型,建立近距离追逃定性问题模型,减少了状态空间维度;使用目标集的后向可达集描述捕获区并划分追逃状态空间,基于水平集方法建立可达集在降维动力学模型中演化的动态HJI(Hamilton-Jacobi-Isaacs)偏微分方程,并设计WENO-TVD求解器数值计算HJI方程终值问题粘性解,完成了追逃目标集的准确描述并避免了可能出现的终端奇异现象.通过不同推力构型的追逃场景数值仿真验证了方法的有效性,展现了一次计算批量化处理初始态势的功能.
Abstract：Spacecraftpursuit-evasiongameiscurrentlyaresearchhotspotinthefieldofaerospacedynamicsandcontrol.Qualitativespacecraftpursuit-evasiongamewasstudiedinordertoprovidefeasibilitysupportforstrategydesign,andasituationanalysismethodforscenariosincloserangewasproposedbycomprehensivelyusingdimension-reductiondynamicsandbackwardsreachabilityset.Adimension-reductiondynamicmodelwasderivedintheline-of-sightrotationcoordinatesystem,andthepursuit-evasionqualitativemodelofthegamesystemwasdeterminedtoreducestatespacedimension.Thebackwardsreachablesetofthetargetsetwasusedtodividethepursuit-evasionstatespaceanddescribethecapturezone.Atime-dependentHJI(Hamilton-Jacobi-Isaacs)PDE(partialdifferentialequation)wasestablishedtodescribetheevolutionofbackwardsreachablesetinthedimension-reductiondynamics,basedonlevelsetmethod,andaWENO-TVD(weightedessentiallynon-oscillatory-totalvariationdiminishing)solverwasdesignedtonumericallycalculatetheviscoussolutionofthefinalvalueproblemoftheHJIPDE.Thesemeasuresachievetheaccuratedescriptionofpursuit-evasiontargetsetandavoidthepossibleterminalsingularity.Theeffectivenessofthemethodwasdemonstratedbynumericalsimulationsofseveralpursuit-evasionscenarioswithdifferentthrustconfigurations,andthefunctionofbatchprocessingofinitialsituationsinasinglecalculationwasdemonstrated.
作者：杨傅云翔 杨乐平 朱彦伟 张乘铭Author：YANGFuyunxiang YANGLeping ZHUYanwei ZHANGChengming
作者单位：国防科技大学空天科学学院,湖南长沙410073
刊名：国防科技大学学报 ISTICEIPKU
Journal：JournalofNationalUniversityofDefenseTechnology
年，卷(期)：2024, 46(3)
分类号：V448
关键词：航天器追逃博弈 可行性分析 水平集方法
Keywords：spacecraftpursuit-evasiongame feasibilityanalysis levelsetmethod
机标分类号：TP391.9O157.5O241.82
在线出版日期：2024年7月12日
基金项目：国防科技大学自主创新科学基金资助项目航天器轨道追逃态势分析的水平集方法[
期刊论文] 国防科技大学学报--2024, 46(3)杨傅云翔 杨乐平 朱彦伟 张乘铭航天器轨道追逃是当前航天动力学与控制领域的研究热点.针对轨道追逃定性问题开展研究,提出了一种综合运用降维动力学模型和后向可达集的航天器近距离轨道追逃态势分析方法,以支撑任务可行性分析;通过在视线旋转坐标系下...参考文献和引证文献
参考文献
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