外文翻译-基于遗传算法的最佳航天器交会

英 文 翻 译 系 别 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 a . 6802 he to to in of in of on of an to it is to of is to of a is be in is at to is s is s a he of is to a to an to in a of a in to is a in a s s of to be of a v, , . 1.A r.0 of is of v.0 in if to 1 is a is a to he is a of A on a of by of of to to an At a is of A, a of is by of in to of in to of of to in as be 3, a is as a or A a of as to to s). on is 2. on A be 1 of an of A of a of a of to a to in A of in is 2 of a of in A is in of is by 3 is of a in of is ) , of an is 3. in 3. in it 60 in 0 in 4 is it is an o of a be is to of at at t f of to be if %) of is it is to 1) is a of A in is to is 3 of of A he A is in as in a GA to of of of of an of A is of A is of of is in on e 4 3. a he of a GA of A of 5. of by by A of by as to is is is or no to is 5 of a A is to of is is is a to of A. In A is to an he is a 7 a 1v1 to v1 is of a r2 of is r in v2 is to of v2 is by to of r1 to r f . At in v f is to of 6 of vf is of .r f =15:58, is 1:94M=结果： P(M,n) n=n+2 遗传算法的主要元素 该算法引入许多概念，包括染色体的适应性，染色体为下一代父母选择的概率，交叉变换选择一个位串，变异算子介绍人和随机扰动的搜索。 在这项研究中所使用的组件的简要呈现 。 变量的编码和解码 每个变数 以 遗传算法编码的二进制形式 表示 。位用于每个变量的数目 ， 是由所要求的精度来确定 。 这个例子 是图 3，即 双脉冲传输的情况下，一些染色体由两个航班的冲 力 和推 力 自由飞行 。速度的变化 v(t)的大小编码是 8位，烧伤位置 近似 6位 ， v(t)和 的方向是 4位。 个 体染色体的结构被表示在 图 3中， 关于编码染色体在此都通过 示。 图 2 遗传算法的轮廓 图 4示出从图 3染色体解码的轨迹 ， 该航天器的初始轨道。当它达到了真正的异常增加从转移轨道初始位置 160度的位置，这些图中的第二 燃烧 轨迹之后飞船在 另一个海岸 与 80度 接 近。 图 4没有被优化的，它仅仅是一个例子。 图 3 染色体结构 图 4 图 3 中染色体解码轨迹 适应功能 正如适应功能所定义，为了评估一个人的适应能力，适应功能用来评估飞船的速度变化方向和最终的速度大小， 如果边界条件与实际解决的公差（这里选择1%），那么目标飞行器和飞船位置和速度的最终连接是否令人满意，因为这些条件很难满足边界条件，将其包含在内。方程（ 1）为适应函数的一般形式。加权系数 基于适应功能的选择，尤其重要。例如，最终位置的准确性要比最终速度的大小精确度重要的多， 有相对应 值，变量变化的幅值影响加权系数的大小，选择最大值处理这样的问题是适应功能的优点之一。 从低地球轨道（ 面霍曼转移至地球同步轨道（ 仿照本文所要，导致最佳的解决方案是已知的，比较的结果是 容 易 的 。霍曼 转移包括两个冲动的推力时程分为两 部分， 低地球轨道到地球同步轨道，开放时间 和 传递方程 如 （ 2） 示。 选择 数 简单的遗传算法通过德堡用于本分析。增加了几种改进的想法，如精英主义和锦标赛选择方法。在一个 个参数用于找到解决方案：人口的大小，世代数，概率越过， 还有 突变的概率。选择的 4个 数的最佳组合是非常 困难的 ，因为每个对 参数的单独变化， 加上 这四个参数的组合数是有限 的 。虽然表1的值不一定最优，这些值用于本文 ， 在三个应用程序中，并且由德容提出建议的 部分依据。 最优交会用于整个遗传算法 最优交会中使用 遗传算法，整个算法由动力段和 组成 。整个算法的概念如下图 5示 。两个航天器的运动轨迹是由初始条件和推力时程由 部产生确定 。 两个太空飞行器的轨迹取决于初始条件和 所产生的推力随时间的变化。轨迹计算的 功能 函数用作选择标准的父母。选择的父母是用于生成新一代解码到推进器时间的历史。重复该过程直到 n 代 得 到或没有改善。 结果 遗传算法应用于三种类型的传输。 第一种是霍曼 转移 ,第二 种 是 双椭圆转移 ,最后 一种 是 一个会和、 两个冲动。因为 第一种 的解决方案和第二 种 传输是已知的 ,这些转移用于与遗传算法解决方案 的比较 。会合两个 冲动 的 遗传算法 在 还未得到 应用 。霍曼 转移 为 至少 两个脉冲的 推进剂共面圆轨道之间的转移。参考图6；霍曼 转移 包括两个相对简单的演习。这里遗传算法霍曼转移应用到包括 r=7000 r=霍曼转移 包括两个脉冲 的 推力随时间的变化分为两段。遗传参数表 1中应用 于 增强 功能 函数 ,因为最优解是已知的。 图 5 整个算法中采用最优交会的遗传算法 这个函数进一步远离最优解的解决方案。权重因素和之前一样 ,通过试验和错误 如方程 3所决定 。 表中给出了遗传算法生成的解决方案和图 7显示 的 轨迹 ,这个解决方案的推力。解决方案 的适应度 是 8中的轨迹也有类似的 偏差。图 6和图 8的发生轨迹有 区别 是 由于分辨率的变量编码染色体 的原因 。 然而 1和 2的最优角度都是 180度，表 2中 的值分别是 合适的解是 8和图 6具有极其相似的轨迹，图 8和 图 6的 差异 是由于编码的染色体中变量的分辨率 的原因 。 然 而 1和 2的最优值是 180度 ，表 2中的值是 这 是最接近的值，以 180 下，可以由遗传算法来生成所使用的值，因为在 6位的分辨率 下 染色体 为 。 图 6 霍氏转移的几何形状 图 7 双椭圆转移的几何形状 双椭圆转移 双椭圆转移是共面圆轨道之间的三冲量转移。图 7的几何形状示出了传输开始与切线方向施加到圆形轨道 的 速度 v(1)。 这比初始速度 更大 ， 相应霍曼转移的脉冲，所得转印椭圆的远地点半径 远地点转移椭圆，v(2)相切于现有的远地点的速度。 v(2)的幅度，按需要确定从 第二转印椭圆， 切但相反施加到运动的方向。 量值为这些近地点速度轨道速度之间的差 异。对于半径比 15:58那里的中段冲动在于外轨道之外的任何 双椭圆转移 比霍曼 转移 更经济： 94 R 15:58的 双椭圆 传输比更经济霍曼转移只有在 表 7这里，遗传算法应用于从低地球轨道（ r=17000一个双椭圆转移到地球同步轨道（ 2 ， 164公里）。虽然最低燃料转移是霍曼转移在这个问题上，双椭圆转移试图表 1中遗传参数的三冲量值在此 问题上 程的使用 是相同的 ，如 方程（ 3）。由 成的溶液被示于表 3。图 9示出的轨迹和推力由 定。最优解是 该 值小于在霍曼 转移下的值。然 而 ，图 9是 双椭圆转移具有的典型外观。 图 8 遗传算法产生霍曼转移的轨迹 图 9 遗传算法产生双椭圆转移的轨迹 图 10 遗传算法产生双冲量交会轨迹 两个脉冲的集合点 在 霍曼 双椭圆转移 中 ，追逐车辆的目标是要达到的最后轨道上的 准确位置 。在会合的两个脉冲的问题 上 ，在目标移动 到 最后的轨道 时 ，其中所述真近点角的截点的值不为 180度领先于初始点的（如霍曼传输）。追逐和目标车辆开始 距离很近。这个 问题比前两个问题复杂， 因为 功能 方程 和遗传参数 相同 ， 所以可以被 再次 利 用。 由 生的解在表 4中给出。图 10显示了由遗传算法解决方案的轨迹和推力的 最优 解决方案是 个值 比 在霍曼转移和在双椭圆传输解决方案的低。然而， 这种解法 类似于霍曼转移的轨迹。 结论 本文的目的是介绍 航天器 的最优交会 问题 ，由于 在优化一个简单而有效的方法，它可以用来 解决各类 问题，只是通过改变网络连接功能 函数 ，而无需修改的其他部分 的 算法。但是，它 对于 并不 总是有利的。当遗传算法应用到的一些问题，许多遗传参数和变量必须确定。每个问题需要遗传参数的某种组合。它并不总是简单的事情，以确定该参数，因为它 是 如何影响 的是非常困难的。增加 或降低比特的染色体的数目，例如，可以改变 各种变化的问题 （ 速度 和角度），然而，这 样会 增加或降低计算成本。 除了遗传参数，它也是加权系数 和最适合函数的 功能。在本文中，这些值是通过反复试验发现 的 。 有 各种方法找到这些值 可以应用 在许多其他领域。如果遗传参数和加权因子 可以 更容易 被发现 ，遗传算法是更加有用和有效的。 本文所采用的 最优 功能 函数 也有改进的余地。它 最优 功能 函数 可以使用，可能会导致网络连接不同的 最优解。 即使采用相同的编码的染色体， 最优功能函数的值也会不同 。确定最佳适应度函数并不 是 简单 的， 因为它不是用严格的数学 证