地球轨道卫星电推进变轨控制方法

摘要

针对地球同步轨道(GEO)卫星,采用电推进系统完成转移轨道变轨.采用基于Lyapunov函数的反馈控制方法确定时间最短变轨策略.首先在开普勒模型下研究变轨过程,然后在开普勒模型的基础上考虑地球J2项摄动和地球阴影,最后在全引力模型下研究变轨过程,即在开普勒模型的基础上考虑地球非球形引力摄动、日月第三体引力摄动、太阳光压摄动和地球阴影.仿真结果显示在变轨过程中摄动项不可忽略,除地球J2项摄动外还应该考虑日月第三体引力摄动和太阳光压摄动.对比上述三组仿真结果,发现考虑摄动后轨道转移时间的增加比燃料消耗的增加更为明显.数值仿真结果表明本文研究对未来的全电推进任务具有良好的通用性和应用参考价值.