轨道优化

摘要： 大幅值逆行轨道(DRO)是地月空间中的一类周期轨道,这类轨道具有长期稳定、入轨能量低的特点,可作为未来载人月球以及载人火星任务的中转站。面向载人任务的DRO入轨问题应重点考虑任务安全性,并综合考虑飞行时间和脉冲消耗。基于地月自由返回轨道设计了两脉冲直接转移和四脉冲月球借力转移轨道。首先在圆型限制性三体模型下计算了4类自由返回轨道的解族,其次采用地心顺行月心逆行自由返回轨道,获得直接入轨和月球借力2种方式进入不同周期DRO所需的飞行时间和脉冲消耗。仿真表明:对于共振比2:1的DRO轨道,直接入轨方式所需的速度脉冲约为607 m/s,飞行时间约为6.17 d,飞行器在DRO入轨脉冲失效的情况下也可无动力返回地球。四脉冲月球借力方式所需的速度脉冲约为241 m/s,飞行时间约为14.53 d。

摘要： 乍得Bongor盆地在勘探过程中不断发现潜山基岩地层内有油气显示。为进一步落实和开发评价潜山油气层,尝试在该地区进行首口水平评价井的钻井试验,针对该地区的地质特点,分析了钻井难点,开展了水平井的钻井工程设计:利用邻井测井、实钻等资料,建立了该井的三压力预测模型,预测了该井的安全钻井液密度窗口和井壁稳定性,该井上部泥页岩层易坍塌、阻卡,下部潜山花岗岩裂缝性或孔洞性漏失;优化了井身结构和“三增”井眼轨道剖面,优选了钻具组合;提出三开储层专打控压钻井,采用无固相钻井液保护油气层,降低漏失风险。该水平井钻井成功实施,各项指标达到了预期的要求,且产量达到了邻井定向井的3倍以上,为后续水平井的实施具有很好的指导意义。

摘要： 井眼轨迹设计是一口井施工过程中的重中之重,研究合理的井眼轨迹有利于降低钻井施工难度,提高经济效益。尤其在四川页岩气区块,地面条件制约大,井下情况复杂,将现场施工难度和井眼轨迹优化设计相结合,才能获得最佳的效果。主要从现场存在的施工难度出发,选择合适的造斜点,合理的狗腿度,调整不同的轨迹类型,来获得更好的效果,设计为现场施工服务,一切为提速增效服务。

摘要： 针对盐穴储气库定向井下部直井段过短导致后期造腔管柱因不垂直而出现的盐腔严重偏溶的情况,采用五段式井眼轨道设计方法,结合材料力学相关理论,得出盐穴储气库定向井下部直井段最小长度计算方法,并对不同尺寸、不同钢级的造腔管所要满足的下部直井段最小长度进行了计算,完成了该方法在金坛地区11井次的应用.盐穴储气库定向注采井下部直井段的长度对后期造腔管柱的影响较大,盐穴储气库定向井第2直井段计算方法可以定量确定下部直井段最小长度,使造腔管成自然垂直状态,一定程度上避免了造腔过程中腔体偏溶情况的发生,保证了腔体体积,提高了盐层的利用率,符合现场实际要求.该方法对盐穴储气库定向井钻井设计及现场施工具有一定的指导作用.

摘要： 针对太阳系边际探测任务,开展了星际多目标飞越的任务规划,采用小推力混合优化设计方法完成了基于借力飞行及电推进技术的行星际转移轨道联合优化设计,对比研究了面向日球层鼻尖和尾部探测的星际多目标探测飞行方案.研究表明,探测器在2024-2025年发射,可飞抵日球层鼻尖区域,在2027-2030年发射可飞抵日球层尾部区域,并可在2049年1月1日前飞离日心100 AU,实现太阳系边际空间的科学探测.其中日球层鼻尖探测任务探测器飞抵100 AU的位置位于鼻尖中心区域,可与旅行者1号、2号探测器形成有效互补.文章所用任务规划方法,可为太阳系边际探测的自主任务规划技术提供基础,相关研究成果能够为未来中国首次太阳系边际探测任务的实施提供有价值的参考.

摘要： 长庆油田套管开窗侧钻水平井均为Φ118mm井眼,小井眼钻井施工难点包括水平段着陆风险高、轨迹控制难度大、小井眼位移延伸能力有限,针对这些难点,通过优化井眼轨道,在水平着陆井前设计轨迹调整段,提高轨迹控制能力;通过计算钻柱稳定性和循环压耗,分析位移延伸能力,优选了Φ88.9mm小接箍大水眼非标钻杆。研究认为,本文形成的技术对策和建议,对长庆油田侧钻水平井钻井具有借鉴意义。

摘要： 针对火星探测器的气动捕获轨道,提出了一种改进的鸽群算法对气动捕获轨道进行优化.首先,考虑成功进行气动捕获所要求的终端约束和过程约束,根据从捕获轨道进行轨道转移进入目标轨道所需的速度增量,提出了进行捕获轨道优化的最优性能指标.然后,针对原始鸽群算法存在的一些不足,提出一种改进算法,并对改进算法的参数取值进行了分析.最后,基于大气内飞行的动力学方程,将气动捕获轨道优化问题转化为多参数优化问题,利用所提出的改进鸽群算法对气动捕获轨道进行优化,并通过仿真实例验证该算法的有效性.

摘要： 以地球同步轨道卫星转移轨道设计为背景,针对全化学推进燃料消耗大和全电推进转移时间长的问题,开展了化学-电混合推进转移轨道优化设计与特性分析.首先,讨论了轨道倾角和近地点幅角变化对混合推进转移轨道的影响.研究表明,在混合推进优化设计中需要将轨道倾角作为优化变量之一.然后,以近地点半径、远地点半径、轨道倾角为优化变量生成搜索网格,得到过渡轨道集.针对每条过渡轨道,构建化学推进转移段和电推进转移段.其中化学推进段采用单圈兰伯特转移解算,电推进段采用混合法优化.最后,以燃料消耗和转移时间为指标,在搜索域内开展解算分析,研究了混合推进轨道在整个搜索域内的变化趋势.该方法可以提供具有不同燃料消耗和转移时间的混合推进转移解集,拓宽了解空间,可供轨道设计人员根据任务约束灵活选用.

摘要： 针对导航卫星中轨道(ME O)轨道提出一种上面级发射ME O轨道直接入轨设计方案,建立轨道动力学方程和轨道迭代计算模型.为优化轨道设计,将更多有效载荷送入轨道,从分析影响轨道运载能力的因素出发,应用成熟优化算法——自适应遗传算法,建立上面级发射ME O轨道优化模型,采用数值仿真方法验证设计结果和优化方法的有效性.结果表明发射轨道优化设计对运载能力有一定的提升效果,实现了最优化设计.

摘要： 近年来,空间活动日益增加,空间碎片的数量也在不断增长.恶劣的空间环境对航天器的正常运行造成严重的威胁,也很大程度上限制着日后空间活动的发展,如何清理空间碎片、净化空间环境逐步成为航天领域的一大科研难题.因此,空间碎片的捕捉具有重要的意义.在实际的飞行任务中,出于经济的考虑,航天器往往要在一定时间内进行多个空间碎片的捕捉.主要研究空间多碎片捕捉的轨道优化方法,并利用模拟软件进行仿真计算,从而给出燃料最优的优化结果.

摘要： 为了降低东濮凹陷断块油气藏大落差阶梯水平井管柱下入摩阻,开展了大跨距阶梯水平井轨道优化研究.考虑地层实际造斜能力,优化了造斜段的靶前位移和造斜率;建立了带封隔器(或扶正器)的完井管柱下入摩阻、应力分析模型,优化了阶梯过渡段的井眼曲率和位移差.分析表明,造斜段靶前位移控制在300～400m、造斜率先低后高,适当降低阶梯过渡段造斜率和位移差,有利于降低钻进和管柱下入摩阻.设计成果在东濮凹陷4口阶梯水平井中应用,阶梯着陆中靶率100％,储层钻遇率最大95.3％,水平段最长达到1214m,断块落差控制范围7.14～40.30m.应用结果表明,采用分段评估的方法优化阶梯水平井轨道参数具有针对性和全面性,能够为同类型阶梯水平井的设计提供借鉴意义.

摘要： 针对有限推力空间飞行器交会对接逼近段燃料／时间组合最优轨道优化问题,提出了一种采用遗传算法求解的优化策略。以C-W方程为交会模型,将整个逼近段分为若干弧段，在每个弧段内追踪航天器均采用常值推力机动,这样可以求得C-W方程在每个弧段内的解析解，于是，交会对接逼近段的轨道优化问题可以转化为具有非线性约束的数学规划问题，最后采用广义拉格朗日-遗传算法对该问题进行了优化求解。数学仿真结果表明，该方法可以很好的解决交会对接终端逼近段燃料／时间组合最优轨道优化问题。

摘要： 本文对双脉冲转移轨道优化问题进行分析.主要通过对实验得到的大量的数据的分析,来论证该优化问题的复杂度,为优化算法的选择和算法评估提供重要的依据.双脉冲变轨作为最基本的变轨问题之一,其优化问题的算法复杂度分析结果也可以为具有更高复杂度的变轨问题的求解奠定基础.

摘要： 用庞德里亚金极值原理,将受约束的优化问题转化为了两点边值问题,并且通过粒子群算法和差分进化算法等人工智能算法初步估计非线性方程组的解,再利用L-M方法求解对航天器快速主被动交会问题进行了仿真计算.由于L-M方法对于积分项的剧烈变化较敏感,通过同伦方法进行了平滑处理.仿真结果说明该方法对于同平面交会问题和异面交会都适用,并且可以获得较理想的优化结果.

摘要： 本文研究了航天任务设计中引力辅助变轨的数学模型及其求解方法,最后介绍用演化算法来求解该类问题.在数学模型和求解方法的基础之上,同时根据航天任务需求的多样性的特点,结合演化算法的特性,本文分析了用演化算法求解该类问题,并且得出演化算法在解决这一类优化设计问题中具有潜在的优势.

摘要： 对于地球到火星的小推力燃料最省转移轨道的设计与优化,本文通过将转移轨道离散化,把最优问题转化为多参数优化问题,并利用逐次二次规划(SQP)方法进行求解,避免了两点边值问题对协状态的初始猜测.仿真结果表明,离散化方法可以有效的解决小推力轨道优化问题.

摘要： 本文应用混合法求解固定推力作用下的异面轨道转移问题。采用春分点轨道根数描述航天器轨道动力学方程，利用庞特里亚金最小值原理将最优轨道转移问题转换成非线性两点边值问题，考虑最小值原理得到的控制逻辑和系统的边界条件，舍弃横截条件，将非线性两点边值问题转换成非线性参数优化问题，最后利用非线性规划软件包snopt求解该非线性规划问题。以地球到近地小行星的有限小推力最优交会轨道设计为例，仿真结果表明采用混合法收敛速度快，得到的状态和控制曲线平滑，验证了混合法在优化设计小推力交会轨道中的有效性。

摘要： 本文应用混合法求解固定推力作用下的异面轨道转移问题。采用春分点轨道根数描述航天器轨道动力学方程，利用庞特里亚金最小值原理将最优轨道转移问题转换成非线性两点边值问题，考虑最小值原理得到的控制逻辑和系统的边界条件，舍弃横截条件，将非线性两点边值问题转换成非线性参数优化问题，最后利用非线性规划软件包snopt求解该非线性规划问题。以地球到近地小行星的有限小推力最优交会轨道设计为例，仿真结果表明采用混合法收敛速度快，得到的状态和控制曲线平滑，验证了混合法在优化设计小推力交会轨道中的有效性。

摘要： 本文应用混合法求解固定推力作用下的异面轨道转移问题。采用春分点轨道根数描述航天器轨道动力学方程，利用庞特里亚金最小值原理将最优轨道转移问题转换成非线性两点边值问题，考虑最小值原理得到的控制逻辑和系统的边界条件，舍弃横截条件，将非线性两点边值问题转换成非线性参数优化问题，最后利用非线性规划软件包snopt求解该非线性规划问题。以地球到近地小行星的有限小推力最优交会轨道设计为例，仿真结果表明采用混合法收敛速度快，得到的状态和控制曲线平滑，验证了混合法在优化设计小推力交会轨道中的有效性。

摘要： 本发明涉及一种用于传导轨道车辆(100)的轨道制动器(102)的磁场的屏蔽装置(116)，其中，轨道制动器(102)具有至少一个磁体(114)。屏蔽装置(116)包括：至少一个第一层(220)，所述第一层(220)布置或能够布置在磁体(114)上；至少一个第二层(222)，其中第一层(220)的外轮廓与第二层(222)的外轮廓不同；以及绝缘层(224)，绝缘层(224)布置在第一层(220)与第二层(222)之间，其中，绝缘层(224)被设计成使两个层(220、222)彼此电绝缘。

摘要： 本发明公开一种基于多目标优化的轨道车辆重量重心设计优化方法，包括：建立重量重心参数表和轴重轮重计算表，以此在优化软件中建立优化任务模型，其中，以车体重量和车体重心坐标为优化变量，以组成部件的重量及重心坐标为设计变量，以轴重偏差与轮重偏差为约束变量；运用预设算法确定设计变量和约束变量的取值范围，以及优化变量的优化指标；通过多目标优化算法对优化任务模型进行多目标优化计算，获得优化后的各个组成部件的重量及重心坐标。本发明能够实现对轨道车辆上各个零部件的重量及分布优化，达到轻量化设计目的，同时提高车体内空间利用率。本发明还公开一种基于多目标优化的轨道车辆重量重心设计优化系统，其有益效果如上所述。

摘要： 本发明涉及一种用于传导轨道车辆(100)的轨道制动器(102)的磁场的屏蔽装置(116)，其中，轨道制动器(102)具有至少一个磁体(114)。屏蔽装置(116)包括：至少一个第一层(220)，所述第一层(220)布置或能够布置在磁体(114)上；至少一个第二层(222)，其中第一层(220)的外轮廓与第二层(222)的外轮廓不同；以及绝缘层(224)，绝缘层(224)布置在第一层(220)与第二层(222)之间，其中，绝缘层(224)被设计成使两个层(220、222)彼此电绝缘。

摘要： 本发明公开了一种城市轨道交通列车节能优化方法、装置、设备及存储介质，方法包括S10、获取当前时刻所述列车运行环境下的状态信息和奖励值所述奖励值采用奖励函数计算得到，奖励函数包括所述DDPG模型中的第一奖励函数和所述列车行车过程中牵引力所做功与行车准点结合的第二奖励函数；S20、基于列车运行环境下状态信息和奖励值，选择运行动作下发至列车以使所述列车下一时刻按照运行动作行车；S30、将下一时刻确定为当前时刻，重复执行步骤S10～S20。本发明中列车每执行一次运行动作，环境都会立刻反馈一个状态信息和奖励值，指导之后的操纵序列，以进行行车策略的更新与优化，最终获得一个收敛的理想的列车行车策略，达到节约能耗的目的。

摘要： 本发明提供一种优化的滚珠轨道玩具，涉及儿童玩具技术领域，包括基座，所述基座上设置有抬升结构、第一轨道结构以及第二轨道结构，所述第一轨道结构以及第二轨道结构均分别与所述抬升结构衔接形成独立的滚珠循环通道；所述第一轨道结构以及第二轨道结构均是可拆卸安装在所述基座上，所述基座上设置有定位插柱，所述第一轨道结构以及第二轨道结构上均分别对应设置有定位插孔，所述定位插柱与所述定位插孔配套使用。本发明的有益之处是，通过抬升结构、第一轨道结构以及第二轨道结构的组合，能令滚珠可以从高处沿着轨道滚动至低处，并从低处自行抬升至高处的作用，一直循环走动，无需人工干预，结构巧妙，趣味性高。

摘要： 本发明提供一种轨道交通运能策略优化方法、系统及电子设备，涉及轨道交通优化运营领域，通过将客流量统计和运营车辆运行配置进行优化匹配，以提高运营车辆运行图配置的控制精度和效率。该方法包括：获取列车运行线路相邻站点之间单位时间内的断面客流量；基于断面客流量和列车载荷量确定单位时间内需求发车对数，根据需求发车对数确定当前运行线路的实际发车对数；基于断面客流量和实际发车对数确定列车需求停站时间，根据列车需求停站时间确定列车实际发车时间；基于断面客流量、实际发车对数和实际发车时间形成列车运能策略。所述轨道交通运能策略优化系统应用于上述轨道交通运能策略优化方法。所述轨道交通运能策略优化方法应用于电子设备中。

摘要： 本发明公开了一种基于深度强化学习的城市轨道交通列车时刻表优化方法，具体为：建立基本数据模块；建立列车牵引能耗计算模块，包括神经网络能耗拟合模块与时间‑能耗曲线拟合模块；神经网络能耗拟合模块使用线路数据和列车速度数据作为输入量，使用实测的能耗数据作为期望输出量，经过学习训练，确定与最小误差相对应的网络参数；时间‑能耗曲线拟合模块使用实测速度曲线和训练后的网络，对能耗进行拟合获得时间与能耗的关系曲线；列车区间运行时间优化模块采用深度强化学习算法，综合考虑列车全线能耗、乘客旅行体验和运营管理要求，设计目标函数，通过调整各个区间的运行时间，最大化该目标函数的值。本发明方法具有科学、精确、可靠的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于运营列车振动响应预测轨道不平顺及其传感器优化配置的分析方法，涉及铁路轨道工程领域，对轨道的设计、施工和维护均有很强应用性。本发明利用传感器技术，并设计一种新的算法对传感器所采集的列车响应信号进行分离，实现轨道不平顺的识别，包括建立车桥耦合系统，利用Newmark‑β法获得车体响应输入表达式，利用传感器测得的列车响应建立输出响应表达式，从而获得荷载向量，最终实现轨道不平顺的识别。

摘要： 本发明涉及一种陆地资源卫星定标轨道规划及基准载荷轨道优化方法，属于在轨绝对辐射定标领域；步骤一、测量辐射基准卫星和待定标卫星在空间直角坐标系OXYZ下的空间位置矢量；步骤二、计算辐射基准卫星在大地坐标系BLH中的经纬度R′REF和待定标卫星在大地坐标系BLH中的经纬度R′RS；步骤三、计算卫星对地面定标场地D的观测角度α；筛选出满足定标条件的辐射基准卫星和待定标卫星的经纬度；步骤四、进一步筛选出满足定标条件的辐射基准卫星和待定标卫星经纬度；步骤五、预设辐射基准卫星和待定标卫星经过相同地面定标场地D的次数；对辐射基准卫星和待定标卫星的轨道参数进行调整；本发明通过最小二乘法实现了对辐射基准卫星的轨道进行优化设计。

摘要： 本发明提供一种北斗卫星导航系统中轨道卫星废弃轨道优化设计方法，第一步，选定待废弃北斗导航卫星，计算离轨时刻的升交点赤径；第二步，计算废弃轨道长半轴、偏心率的取值范围；第三步，开始优化，计算从初始轨道机动到废弃轨道的燃料消耗；第四步，演化200年，得到200年后废弃轨道的长半轴、偏心率；第五步，计算废弃轨道优化目标函数；第六步，目标函数取得最优值后，输出废弃轨道的轨道参数。利用该方法，可以使机动到废弃轨道的燃料消耗以及废弃轨道稳定性最优，工程可实现性强。