АНАЛИТИЧЕСКИЙ КВАЗИОПТИМАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследуется задача оптимального программного управления угловым движением космического аппарата как твердого тела с квадратичным функционалом энергии, затраченной на маневр космического аппарата, и фиксированным временем переходного процесса. Динамическая конфигурация космического аппарата и граничные условия произвольны, вектор-функция управления не ограничена. В рамках концепции Пуансо с использованием принципа максимума Понтрягина получено квазиоптимальное аналитическое решение задачи, которое доведено до алгоритма. Приводятся подтверждающие численные примеры, показывающие близость квазиоптимального решения к оптимальному решению задачи.

Об авторах

А. В. Молоденков

Институт проблем точной механики и управления РАН

Email: molalexei@yandex.ru
Россия, Саратов

Я. Г. Сапунков

Институт проблем точной механики и управления РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: molalexei@yandex.ru
Россия, Саратов

Список литературы

  1. Scrivener S.L., Thompson R.C. Survey of Time-Optimal Attitude Maneuvers // J. Guidance, Control Dynam. 1994. V. 17. № 2.
  2. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука, 1973.
  3. Junkins, J.L., Turner J.D. Optimal Spacecraft Rotational Maneuvers. N.Y.: Elsevier, 1986.
  4. Crassidis J.L., Markley F.L. Fundamentals of Spacecraft Attitude Determination and Control. N.Y.: Springer, 2014.
  5. Левский М.В. Ограниченное квадратично оптимальное управление разворотом космического аппарата за фиксированное время // Изв. РАН. ТиСУ. 2019. № 1.
  6. Левский М.В. Синтез оптимального управления ориентацией космического аппарата с использованием комбинированного критерия качества // Изв. РАН. ТиСУ. 2019. № 6.
  7. Сапунков Я.Г., Молоденков А.В. Численное решение задачи оптимальной переориентации вращающегося космического аппарата // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 6.
  8. Molodenkov A.V., Sapunkov Ya.G. Analytical Quasi-Optimal Solution of the Problem of the Time-Optimal Rotation of a Spacecraft // J. Comput. Sci. Int. 2021. V. 60. № 4.
  9. Sapunkov Ya.G., Molodenkov A.V. Analytical Solution of the Problem on an Axisymmetric Spacecraft Attitude Maneuver Optimal with Respect to a Combined Functional // Automat. Remote Contr. 2021. V. 82. № 7.
  10. Акуленко Л.Д., Лилов Л.К. Синтез квазиоптимальной системы переориентации и стабилизации КА // Космич. исслед. 1990. Т. 28. № 2.
  11. Boyarko G.A., Romano M., Yakimenko O.A. Time-Optimal Reorientation of a Spacecraft Using an Inverse Dynamics Optimization Method // J. Guidance, Control Dynam. 2011. V. 34. № 4.
  12. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1961.
  13. Lastman G.J. A Shooting Method for Solving Two-Point Boundary-Value Problems Arising from Non-Singular Bang-Bang Optimal Control Problems // Int. J. Contr. 1978. V. 27. № 4.
  14. Банит Ю.Р., Беляев М.Ю., Добринская Т.А., Ефимов Н.И., Сазонов В.В., Стажков В.М. Определение тензора инерции международной космической станции по телеметрической информации. Препринт № 57. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 2002.
  15. Molodenkov A.V. On the solution of the Darboux problem //Mechan. Solid. 2007. V. 42. № 2.
  16. Molodenkov A.V., Sapunkov Ya.G. Analytical Solution of the Optimal Slew Problem of a Spherically Symmetric Spacecraft in the Class of Conical Motion // J. Comput. Sci. Int. 2013. V. 52. № 3.
  17. Molodenkov A.V., Perelyaev S.E. Solution of Approximate Equation for Modified Rodrigues Vector and Attitude Algorithm Design // J. Guidance, Control Dynam. 2021. V. 44. № 6.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© А.В. Молоденков, Я.Г. Сапунков, 2023