Dissertação

Spacecraft Trajectory Optimization EVALUATED

O problema da optimização de trajectórias interplanetárias é analisado, utilizando a biblioteca PyGMO; apresenta-se uma implementação de um método de dois passos para resolver o problema. As trajectórias consideradas são postas num campo gravítico do inverso do quadrado das distâncias, e manobras de assistência gravitacional em voo razante são permitidas. O objectivo é o de resolver problemas de optimização global, com grandes janelas de lançamento e funções de custo complexas, tais como os problemas da competição GTOC; a necessidade de encontrar um mínimo ou máximo global levou à implementação de um método de transcrição directa, com estimativas iniciais provenientes de um método baseado em formas, em que a forma é uma sinusóide exponencial que aproxima uma trajectória óptima de propulsão contínua. A biblioteca PyGMO desenvolvida pela ESA é usada; disponibiliza algoritmos eficientes para optimização. O programa desenvolvido neste trabalho é validado com uma solução conhecida de uma trajectória Terra-Marte optimizada pela massa final. O programa é também testado em transferências com múltiplas manobras de voo razante; finalmente, uma solução para o primeiro problema do GTOC é apresentada. O método implementado mostrou-se bem sucedido em explorar o espaço das fases da solução.
Optimização de Trajectórias, Propulsão Contínua, Optimização Global, GTOC, Transcrição Directa, Manobras de Voo Razante

Junho 29, 2015, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Paulo Jorge Soares Gil

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar