مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه سازی دو هدفه مسیر انتقال ماهواره مخابراتی مدار ژئو با فرض مانور مداری ضربه ای

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری- دانشگاه تهران
2 استادیار دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران
3 استاد دانشکده علوم و فنون- دانشگاه تهران
چکیده
در این مقاله به تعیین مسیر بهینه انتقال یک ماهواره نمونه از مدار انتقال ژئوسنکرون تا مدار زمین ثابت با استفاده از الگوریتم ژنتیک دو هدفه پرداخته شده است. در ابتدا با توجه به قیود فیزیکی حاکم، تعداد مدارهای واسطه تعیین شده و با مقایسه مانور ضربه ای و پیوسته نشان داده شده است که با توجه به شرایط حاکم، فرض ضربه ای بودن مانور از دقت مناسبی برخوردار می باشد. بنابراین با فرض ضربه ای بودن مانورهای مداری، پارامترهای مدارهای واسطه به گونه ای تعیین شده اند که میزان مصرف سوخت و زمان کل انتقال ماهواره کمینه گردد. خروجی الگوریتم بهینه سازی، مجموعه ای از نقاط بهینه می باشد که با توجه به اهمیت توابع هدف و شرایط طراحی، نقطه مناسب انتخاب می گردد همچنین نتایج به دست آمده با نرم افزار STK مقایسه و صحه گذاری شده است. میزان دسترسی ماهواره به یک ایستگاه زمینی نمونه بررسی شده و با بهینه سازی همزمان مصرف سوخت و دسترسی ماهواره، ایستگاه زمینی و همچنین مدار ماهواره طوری تعیین شده اند که ماهواره بیشترین دسترسی را به ایستگاه زمینی در حین انتقال مداری داشته باشد. در انتها، تاثیر اغتشاشات ناشی از نیروی موتور پیشران مطالعه شده و میزان جرم مصرفی تراسترها برای جبران اغتشاشات ناشی از موتور پیشرانش محاسبه گردیده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Two-objective Optimization of GEO Communication Satellite Trajectory Considering Impulsive Orbital Maneuver

نویسندگان English

Ehsan Maani 1
Amir Reza Kosari 2
Mehdi Fakoor 3
چکیده English

In this paper, multi-objective Genetic Algorithm has been employed to find the communications satellite optimal transfer trajectory from geosynchronous transfer orbit (GTO) to geosynchronous orbit (GEO) as the destination operational zone. Because of satellite high specific impulse, Orbital maneuvers are considered as impulsive maneuvers in this paper and its validation is verified by comparison of results with continues one. Number of intermediate orbits has been found in order to physical constraints. In this systematic approach, both minimum-time and fuel-saving using constant acceleration simultaneously as the problem strategy to find the optimal transfer trajectory between two orbits. Set of optimal trajectories are plotted in Pareto Front and transfer trajectory can be selected from these points. Finally, the results are compared with the results obtained using STK software and good agreement has been revealed. The satellite access to ground station (GS) is analyzed and optimal position for GS is found by defining lack of access and mass consumption as objective functions. Finally, disturbance torques induced by liquid apogee motor (LAM) is investigated and thrusters' fuel mass for this disturbance torque control is proposed.

کلیدواژه‌ها English

Satellite
GEO
Impulsive maneuver
Two-Objective Optimization
Multi-objective genetic algorithm