MATLAB Small-Thrust Spacecraft Transfer Orbit Simulator

资 源 简 介

该MATLAB项目用于模拟小推力航天器轨道转移过程，集成轨迹优化、轨道演化与推力控制策略计算功能。支持LEO、GTO、GEO等多轨道类型转换，通过动力学方程和约束条件实现推力调节与轨道精度评估。

详 情 说 明

Small-Thrust Spacecraft Transfer Orbit Simulator

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB的小推力航天器轨道转移过程仿真程序，主要用于模拟和分析航天器在不同轨道（如低地球轨道LEO、地球同步转移轨道GTO、地球静止轨道GEO）之间的转移过程。程序集成了轨道动力学仿真、最优控制算法和数值积分方法，能够计算推力控制策略、优化转移轨迹，并提供详细的仿真结果和可视化分析。

功能特性

• 轨迹优化计算：采用最优控制算法（间接法/直接法）求解燃料最优或时间最优的转移轨迹
• 高精度轨道演化：基于轨道动力学方程，使用数值积分方法（如龙格-库塔法）进行轨道传播
• 推力控制策略：根据约束条件（燃料限制、推力范围等）自动调节推力大小和方向
• 多轨道类型支持：支持LEO、GTO、GEO等多种轨道间的转移仿真
• 全面结果分析：提供轨道误差分析、燃料消耗报表和性能指标评估
• 丰富可视化：生成二维/三维轨道演化图、推力-时间关系图等多种图形

使用方法

1. 参数设置：在相应配置文件中设置初始轨道参数、目标轨道参数、发动机性能参数和仿真时间参数
2. 约束条件配置：指定燃料限制、最大推力时长等优化约束条件
3. 运行仿真：执行主程序启动轨道转移仿真计算
4. 结果分析：查看生成的轨迹数据、推力序列、燃料消耗报表和轨道误差分析
5. 可视化查看：分析各类图表，包括轨道演化过程和推力控制策略的可视化展示

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 推荐配置：4GB以上内存，支持三维图形显示
• 需安装MATLAB基本工具箱及优化工具箱

文件说明

主程序文件整合了轨道转移仿真的核心流程，主要承担以下功能：初始化轨道动力学参数与航天器系统属性，建立轨道转移的最优控制问题数学模型，通过数值优化算法求解推力控制策略，利用高精度数值积分器进行轨道演化计算，实时监测约束条件满足情况，生成轨道轨迹数据与推力调节序列，执行终端轨道精度评估，并调用可视化模块输出仿真结果图表与性能分析报告。