南京航空航天大学杨洪伟获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种应对推力丢失事件的航天器轨迹鲁棒设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120122466B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510624962.2,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种应对推力丢失事件的航天器轨迹鲁棒设计方法是由杨洪伟;朱佳俊;胡锦程;李爽设计研发完成,并于2025-05-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种应对推力丢失事件的航天器轨迹鲁棒设计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种应对推力丢失事件的航天器轨迹鲁棒设计方法,包括:设置任务场景下的相关参数;建立对数能量‑燃料同伦航天器动力学模型;利用推力丢失事件的概率风险度量构建风险权重因子,并据此修正质量协态动力学方程;结合任务初始与终端边界条件,构建修正后的两点边值问题(TPBVP);采用间接法数值技术求解所述修正后的TPBVP,求得考虑MTE风险的鲁棒控制律;本发明通过修正协态动力学方程将MTE概率风险融入间接优化框架,旨在保持间接法计算效率优势的同时,系统性地生成对随机MTE具有鲁棒性的小推力轨迹。
本发明授权一种应对推力丢失事件的航天器轨迹鲁棒设计方法在权利要求书中公布了:1.一种应对推力丢失事件的航天器轨迹鲁棒设计方法,其特征在于,包括: 步骤1、建立对数能量-燃料同伦航天器动力学模型,并设置航天器状态、控制、推力丢失事件风险模型及优化求解相关参数; 步骤2、建立基于庞特里亚金极大值原理的标准最优控制问题框架,并引入对数能量-燃料同伦方法平滑处理控制律;其中,建立的标准最优控制框架的状态动力学方程为: (1); 其中为状态向量,,分别为航天器位置与速度向量,代表航天器距离中心天体的距离,上标T表示转置,为推力控制量,,表示最大可用推力; 根据庞特里亚金极大值原理,引入协态,、、分别表示位置、速度与质量的协态变量,构建哈密顿函数: (2); 其中,g0表示地球重力加速度;Isp表示发动机比冲,表示中心天体引力常数,m表示航天器质量; 推导标准协态动力学方程,具体形式为: (3); 其中,表示单位矩阵,表示质量协态变量的导数; 应用对数能量-燃料同伦法确定最优推力方向和推力系数; (4); (5); 使得推力,其中,表示同伦因子,表示开关函数; 步骤3、获取描述潜在推力丢失事件随机性的概率风险度量,利用所述概率风险度量构建风险权重因子,并据此修正质量协态动力学方程;包括,基于瞬时推力丢失事件风险率函数和期望持续时间,以及自定义的无量纲鲁棒性调节参数,构造时变风险权重因子;修正标准质量协态动力学方程,得到概率协态修正后的质量协态动力学方程为: (6); 其中和为当前时刻的推力系数和速度协态; 步骤4、结合任务初始与终端边界条件,构建修正后的两点边值问题; 步骤5、采用间接法数值技术求解所述修正后的两点边值问题,获得考虑推力丢失事件风险的最优控制律。
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