Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Study and Industrialization of Optimization Methods for Low-Thrust Orbital Maneuvers
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mathematics (Dept.), Optimization and Systems Theory.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
En studie och industrialisering av optimeringsmetoder för omloppsbanemanövrar med låg dragkraft (Swedish)
Abstract [en]

Nowadays, the electric propulsion (low-thrust propulsion) is becoming more and more important in the aerospace industry. This technology allows to consume less propellant and consequently to build lighter satellites than with the chemical propulsion (high-thrust propulsion). The aim of this Master Thesis is to use direct optimization methods (collocation and shootings) in order to solve low-thrust trajectory problems. The focused transfers are the orbit raising maneuvers. Either the fuel consumption or the duration of the transfer can be optimized with respect to some mission constraints. The orbital maneuver is modeled as an optimal control problem. Then, a module has been conceived and implemented in Java in order to transform any optimal control problem into a non-linear problem, which can be solved with a numerical solver. Different test cases with low-thrust propulsion (change in semi-major axis, change in eccentricity, change in inclination…) are efficiently solved with this module. The found results validate direct methods as a suitable way to optimize low-thrust orbital transfers.

Abstract [sv]

Numera så har elektrisk framdrivning (med låg dragkraft) blivit allt viktigare inom flygindustrin. Denna teknik gör det möjligt att konsumera mindre drivmedel och därmed bygga lättare satelliter än med kemiska drivmedel (med hög dragkraft). Syftet med detta examensarbete är att använda direkta optimeringsmetoder (”collocation” och inskjutningsmetoder) för att lösa banproblem med låg dragkraft. De överföringar som är i fokus är de där man önskar höja banan. Antingen optimeras bränsleförbrukning eller varaktigheten för överföringen avseende på vissa begränsningar i uppdraget. Omloppsbanemanövrarna modelleras som ett optimalt styrproblem. Därefter har en modul utformats och implementerats i Java för att omvandla ett godtyckligt optimalt styrproblem till ett icke-linjärt problem, som kan lösas med en numerisk lösare. Olika testfall med låg dragkraftsframdrivning (förändring i halvhuvudaxeln, förändring i excentricitet, förändring i lutning ...) kan effektivt lösas med denna modul. De funna resultaten validerar att direkta metoder är ett lämpligt sätt att optimera omloppsbaneöverföringar med låg dragkraft.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
Series
TRITA-MAT-E ; 2016:72
National Category
Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-199448OAI: oai:DiVA.org:kth-199448DiVA, id: diva2:1063271
External cooperation
Thales Group
Subject / course
Systems Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Vehicle Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-01-09 Created: 2017-01-08 Last updated: 2017-01-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2278 kB)170 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2278 kBChecksum SHA-512
d372b85286556af7f3f5f8f8d61d572e39e71b6ef978b25a6ca0339d6a911f299916dc925452bc941019f5e2663c5c0c1de724fcc7da920bba7dda7c0f5bdbed
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Optimization and Systems Theory
Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 170 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 179 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
v. 2.34-SNAPSHOT
|