一種基于遺傳算法的衛(wèi)星軌控發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化方法
【專利摘要】一種基于遺傳算法的衛(wèi)星軌控發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化方法，具體步驟如下：（1）根據(jù)控制系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星布局的要求，確定發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)；（2）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)幾何參數(shù)和安裝要求，確定發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化的約束函數(shù)；（3）使用MATLAB遺傳算法工具箱進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)安裝參數(shù)優(yōu)化。本發(fā)明進(jìn)一步減小變軌期間的干擾力矩，從而節(jié)省衛(wèi)星燃料，提高衛(wèi)星在軌壽命。
【專利說明】一種基于遺傳算法的衛(wèi)星軌控發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星軌控發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝優(yōu)化方法，特別是一種基于遺傳算法的衛(wèi)星軌控發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星的軌控發(fā)動(dòng)機(jī)是其完成變軌策略的主要設(shè)備。發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在與衛(wèi)星中心承力筒相連的發(fā)動(dòng)機(jī)支架上。由于推力矢量偏差及衛(wèi)星質(zhì)心與機(jī)械坐標(biāo)系中心在橫向有偏差等因素的影響，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)具有推力偏斜特性，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火期間會(huì)產(chǎn)生對(duì)衛(wèi)星的干擾力矩。在衛(wèi)星總裝階段，衛(wèi)星總體根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)研制單位的熱標(biāo)數(shù)據(jù)，需提出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝要求。發(fā)動(dòng)機(jī)安裝時(shí)追求的目標(biāo)主要是使得衛(wèi)星變軌期間的干擾力矩越小越好。而干擾力矩的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)熱標(biāo)參數(shù)和衛(wèi)星變軌期間的整星質(zhì)心相關(guān)。
[0003]設(shè)定衛(wèi)星的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝只考慮發(fā)動(dòng)機(jī)熱標(biāo)參數(shù)，根據(jù)熱標(biāo)參數(shù)提出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)推力主軸與衛(wèi)星機(jī)械坐標(biāo)系三個(gè)方向軸的夾角。尚未考慮衛(wèi)星質(zhì)心對(duì)干擾力矩的影響，這樣就可能存在發(fā)動(dòng)機(jī)干擾力矩不是最小、安裝參數(shù)不是最優(yōu)的問題，甚至可能出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)角度調(diào)整后比調(diào)整前的干擾力矩更大的問題。
[0004]所以，有必要研究一種確定發(fā)動(dòng)機(jī)安裝參數(shù)的優(yōu)化方法。即使因?yàn)閾?dān)心發(fā)動(dòng)機(jī)熱標(biāo)可能存在反向的可能，而將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整參數(shù)有所縮減，通過本發(fā)明提供方法，設(shè)計(jì)師也能知道所用的發(fā)動(dòng)機(jī)所能產(chǎn)生的最小干擾力矩。由于發(fā)動(dòng)機(jī)安裝參數(shù)的調(diào)整與發(fā)動(dòng)機(jī)受到的空間約束有關(guān)，且空間約束為非線性約束，無法通過簡(jiǎn)單的計(jì)算找到最優(yōu)的調(diào)整參數(shù)，所以，本發(fā)明借助遺傳算法來解決這一單目標(biāo)非線性優(yōu)化問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于遺傳算法的衛(wèi)星軌控發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化方法，本發(fā)明減小了變軌期間的干擾力矩，節(jié)省衛(wèi)星燃料，提高衛(wèi)星在軌壽命。
[0006]本發(fā)明在確定發(fā)動(dòng)機(jī)安裝參數(shù)時(shí)，綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)熱標(biāo)參數(shù)和衛(wèi)星質(zhì)心兩方面的因素，以達(dá)到干擾力矩最小這一優(yōu)化目標(biāo)。即使不考慮衛(wèi)星質(zhì)心，即將衛(wèi)星質(zhì)心設(shè)定在理想的(0，0，H) (H為衛(wèi)星在機(jī)械坐標(biāo)系Z向的質(zhì)心值)處，也能給出比現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝參數(shù)確定方法更優(yōu)的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝參數(shù)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:由于發(fā)動(dòng)機(jī)安裝時(shí)受到的約束條件較多，且為非線性約束，所以本發(fā)明將遺傳算法的優(yōu)化引入到發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝參數(shù)的確定中，研究在滿足約束條件的前提下，如何獲取發(fā)動(dòng)機(jī)安裝參數(shù)，以使得目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)的問題。
[0008]具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:
[0009](I)根據(jù)衛(wèi)星控制系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星布局的要求，確定發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)；
[0010]發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于遺傳算法的衛(wèi)星軌控發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化方法，其特征在實(shí)現(xiàn)步驟如下: (1)根據(jù)衛(wèi)星控制系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星布局的要求，確定發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)； 發(fā)動(dòng)機(jī)安裝優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)為:
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103984785SQ201310153348
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月27日
【發(fā)明者】徐春生 申請(qǐng)人:中國(guó)空間技術(shù)研究院