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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김창주
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수12
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본 논문에서는 patched conic 기법과 circular restricted 3-body 문제의 해법을 이용하여 지구-달 최적 궤적 설계에 관한 연구를 수행하였다. 2-impulse Lambert 문제의 해법을 이용하여 2-체 Keplerian 궤도를 결정하였고, 지구와 달에서의 속도 증분(delta-velocity)을 계산하여 최적 궤적을 구하기 위한 목적함수를 정의하는데 이용하였다. Lambert 문제를 정의 하는 방법으로 universal anomaly를 고려하여 궤도의 종류에 관계없이 해를 구할 수 있도록 하였다. 주어진 조건을 이용하여 patched conic 기법을 최적화 문제로 정식한 후 비선형 문제의 해법을 이용하여 최적 설계를 연구하였다. 본 연구에서 circular restricted 3-body 문제의 해를 구하기 위하여 지구와 달 사이의 2점 경계 값 문제로 정식화 하였다. 주어진 2점 경계 값 문제의 해를 구하기 위하여 multiple shooting 기법을 이용하였다. Shooting 기법은 수치 적분 기법을 이용하기 때문에 초기 값에 민감할 뿐만 아니라 두 점 사이의 거리가 멀수록 수렴 특성이 감소할 수 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 두 가지 방법을 이용하였다. 먼저 2-체 문제로 단순화 시켜 구한 patched conic 문제의 해를 circular restricted 3-body 문제의 초기 조건으로 이용하였다. 그리고 지구와 달 사이를 여러 개의 조각으로 나누어서 수치 적분을 하는 multiple shooting 기법을 문제에 적용하여 수렴 특성을 고려하였다. 본 연구에 사용한 기법은 달 뿐만 아니라 먼 거리를 고려해야 하는 우주와 같은 문제를 연구 할 경우 활용이 가능하다.
목차
제1장 서론 1제1절 연구배경 1제2절 연구내용 5제2장 지구-달 최적 궤도 전이 문제의 정식화 7제1절 운동역학 모델링 71. N체 문제 72. 2체 문제 133. The restricted 3-body problem 144. Lagrange points 195. Patched conic approximation 226. Lambert 문제 297. Sphere of influence 34제2절 궤도 전이 방법 381. Impulsive maneuver 382. Correction maneuver 39제3절 궤도 해석 방법 411. Single shooting 기법 412. Multiple shooting 기법 43제4절 궤도 전이 문제 정식화 461. Patched conic 기법 462. Circular restricted 3-body problem 473. Multiple shooting 기법 49제3장 수치해석 방법 51제1절 시간 적분법 511. Runge-Kutta 시간 적분법 512. Runge-Kutta with variable step size 53제2절 Nonlinear programming 문제 해법 551. RSQP 기법 552. Conjugate gradient 기법 593. BFGS 기법 60제4장 예제 적용 62제1절 지구-달 전이궤적 최적 설계 621. Patched conic 기법 622. Circular restricted 3-body problem 64제5장 결론 72참고문헌 76ABSTRACT 82
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