電推進技術在GEO衛(wèi)星軌道控制中的應用研究.pdf

1、在衛(wèi)星的軌道控制中，相比傳統(tǒng)的化學推進控制，電推進技術具有比沖高、推力大小可精確微調等優(yōu)勢，在應用中可以大幅減少航天器推進劑攜帶量，為有效載荷提供更多容量，或直接降低航天器總質量，節(jié)約發(fā)射成本。國外不少宇航機構都已將電推進技術應用在了航天器軌道控制中，在軌道轉移、軌道保持和人工特殊軌道實現等問題上均有一定進展。而相對來說，我國在電推進技術的應用方面還比較落后。
　　本文重點研究了電推進在地球同步衛(wèi)星軌道控制中的應用，在對電推進技術

2、在國內外發(fā)展情況深入調研的基礎上，確定了工程上具有一定難度的長期在軌衛(wèi)星的位置保持控制和GTO到GEO的軌道轉移控制，作為主要研究方向。
　　在電推進應用于GEO衛(wèi)星位置保持控制的研究中，論文深入分析了位置保持原理與大推力位置保持實現的成熟控制策略，并利用電推進的特點，設計了用于東西位置保持控制的弧形極限環(huán)控制策略，以及用于南北位置保持的均勻間隔法和均勻分布法控制策略。論文描述了以上控制策略的制定方法并給出了承擔該種類任務的推力判

3、據，以上控制方法的提出具有一定的創(chuàng)新性。
　　在電推進應用于GEO衛(wèi)星軌道轉移控制的研究中，文章著重研究了多種條件下的變軌運動方程，經過分析比較，提出了一種特殊的適用于小推力變軌的研究方法，即將電推力作為一種方向可控的軌道攝動力，與自然攝動聯合求解進行建模，推導出了研究變軌期間運動規(guī)律的動力學方程；再選擇合適的優(yōu)化算法，最終獲得了該方程的最優(yōu)解。進一步地，通過數值求解和計算機仿真，得出了小推力衛(wèi)星變軌期間運動的特點；在不同衛(wèi)星質量

4、、轉移軌道參數下，定量分析了變軌時間、所需推力、消耗推進劑之間的邏輯關系。最后，單獨研究了使用化學推進和電推進混合完成變軌的方案，得出了不同中間軌道下轉移時間和所用推力的對應關系等重要結論。
　　文章最后對目前國內外普遍應用的電推力器進行了調研，并結合混合變軌方案的研究結果，對不同類型的電推力選擇進行了比較和分析，得出了電推力器在變軌應用中的選型原則。
　　本文的研究為國內相關航天單位應用電推技術進行衛(wèi)星軌道控制打下了基礎，