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传统同伦方法通常将小推力燃料最优问题转化为能量最优问题求解,以增加间接法求解的收敛率,但求解能量最优问题仍需要猜测协态初值以初始化求解算法.该研究针对小推力燃料最优问题,将其优化模型嵌入到切换系统,从而将该问题转化为具有解析协态初值的优化问题进行求解,进一步提高了求解的收敛率,并能够以解析协态初值初始化求解算法.首先,将切换系统优化模型与小推力优化模型相结合,常规的切换系统的切换函数是由最优控制得出的,而本研究则采用了人为设计给定的切换函数,实现了不同系统之间的切换和联系;其次,基于标称轨道线性化的方法,给出了具有解析协态初值的目标系统的设计,无需复杂标称轨道即可实现协态初始化;最后,数值仿真验证了该方法的有效性,相比于传统同伦方法具有更高的求解效率.