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Problem dimensionality reduction in low-thrust gravity assist trajectory optimization through shape-based intercept arcs
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DOI：10.1016/j.asr.2025.01.044.png)
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摘要
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一种结合全局优化算法与基于形状的低推力轨迹设计方法的分层嵌套优化方法，能够实现符合推力相关约束的燃料高效低推力引力辅助（LTGA）轨迹的初步设计。本研究深入探讨了通过引入拦截型弧段来增强其优化过程，这种弧段消除了将终端速度作为边界条件的需要，从而减少了全局优化问题中的决策变量数量。尽管这种维度降低减少了可达解空间，但由于引力弹射几何的冗余性，预计对解质量的影响极小。我们提出了三种利用拦截型弧段的LTGA问题模型，以及两种仅使用交会型弧段的现有模型。这五种模型在涉及一次或两次引力辅助的各种假设LTGA轨迹设计场景中进行评估。依赖拦截型弧段的模型在优化时间、平均解成本和优化成功率方面均优于使用交会型弧段的模型。这表明，通过拦截型弧段降低问题维度可以加速LTGA轨迹设计的嵌套优化方法，同时保持解质量。
Keyword:
Preliminary space trajectory design
Low-thrust trajectory
Gravity assist
Global optimization
Shape-based method
期刊
IF:
2.8
论文数:
1.7K
被引数:
2.0W
机构
暂无机构信息
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