Прикладная математика и механика (о журнале) Прикладная математика
и механика

Российская академия наук
 Журнал основан
в январе 1936 года
Выходит 6 раз в год
ISSN 0032-8235

Русский Русский  English English  О журнале | Выпуски | Для авторов | Редколлегия | Подписка | Контакты
 


ИПМех РАНХостинг предоставлен
Институтом проблем
механики 
им. А.Ю. Ишлинского РАН

Архив выпусков

Статей в базе данных сайта: 1923
На русском (ПММ): 1124
На английском (J. Appl. Math. Mech.): 799

<< Предыдущая статья | Год 2009. Выпуск 1 | Следующая статья >>
Левский М.В. Задача оптимального по быстродействию управления переориентацией космического аппарата // ПММ. 2009. Т. 73. Вып. 1. С. 23-38.
Год 2009 Том 73 Выпуск 1 Страницы 23-38
Название
статьи
Задача оптимального по быстродействию управления переориентацией космического аппарата
Автор(ы) Левский М.В. (Юбилейный, niiks@khrunichev.com)
Коды статьи УДК 629.782.051
Аннотация

Демонстрируется использование принципа максимума Л.С. Понтрягина в решении задач управления движением космического аппарата (КА). Подробно исследована задача оптимального управления пространственной переориентацией КА (как твердого тела) из произвольного начального в заданное конечное угловое положение, когда минимизируется время разворота. Рассматривается случай, когда ограничены скоростные параметры движения. На основе метода кватернионов получено аналитическое решение поставленной задачи в замкнутом виде и даны расчетные выражения для синтеза оптимальной программы управления. Кинематическая задача переориентации космического аппарата решается до конца. Дается конструктивная схема решения краевой задачи принципа максимума для произвольных условий разворота и инерционных характеристик КА. Для динамически симметричного КА представлено решение задачи оптимального управления пространственной переориентацией в аналитическом виде (до выражений в элементарных функциях). Приводятся результаты математического моделирования движения КА при оптимальном управлении, подтверждающие практическую реализуемость разработанного алгоритма управления. Оценки показали, что время разворота современных КА при ограниченной величине кинетического момента может быть уменьшено на 15-25% по сравнению с известными способами переориентации. Наибольший эффект достигается при разворотах на большие углы (90 и более градусов), когда вектор конечного поворота равноудален от продольной оси и поперечной плоскости космического аппарата.

Список
литературы
1.  Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука, 1973. 320 с.
2.  Алексеев К.Б., Бебенин Г.Г. Управление космическими летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1974. 343 с.
3.  Зубов Н.Е. Оптимальное управление терминальной переориентацией космического аппарата на основе алгоритма с прогнозирующей моделью // Космич. исследования. 1991. Т. 29. Вып. 3. С. 340-351.
4.  Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: Наука, 1973. 558 с.
5.  Челноков Ю.Н. Управление ориентацией космического аппарата, использующее кватернионы // Космич. исследования. 1994. Т. 32. Вып. 3. С. 21-32.
6.  Ваньков А.И. Адаптивное робастное управление угловым движением космического аппарата с использованием прогнозирующих моделей // Космич. исследования. 1994. Т. 32. Вып. 4-5. С. 13-21.
7.  Раушенбах Б.В., Токарь Е.Н. Управление ориентацией космических аппаратов. М.: Наука, 1974. 598 с.
8.  Раушенбах Б.В. Управление ориентацией орбитальных станций // Управление в пространстве. Тр. VI Междунар. симпоз. ИФАК по автоматическому управлению в пространстве. М.: Наука, 1976. Т. 2. С. 5-13.
9.  Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1983. 392 с.
10.  Маркеев А.П. Теоретическая механика. М.:Наука, 1990. 414 с.
11.  Каструччио, Ирби. Цифровая система стабилизации орбитальной космической станции "Скайлэб" // Вопросы ракетн. техники. 1973. № 10. С. 61-76.
12.  Платонов В.Н., Ковтун B.C. Способ управления космическим аппаратом с помощью реактивных исполнительных органов при выполнении программного разворота // Патент на изобретение РФ № 2098325. Бюллетень "Изобретения. Заявки и патенты", 1997. № 34. Опубл. 1997.12.10.
13.  Ковтун B.C., Митрикас B.B., Платонов В.Н., Ревнивых С.Г., Суханов H.A. Математическое обеспечение проведения экспериментов при управлении ориентацией космического астрофизического модуля "Гамма" // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1990. № 3. С.144-157.
14.  Космическая астрофизическая обсерватория "Гамма". Определение выполнимости режимов ориентации по располагаемому кинетическому моменту. П25869-118. НПО "Энергия" им. С.П. Королева. Калининград, 1991. С. 11-14.
15.  Беляев М.Ю., Зыков С.Г., Сазонов В.В., Стажков В.М., Тесленко В.П. Использование математических моделей при управлении полетом орбитальной станции // Тр. XXI-XXII Чтений К.Э. Циолковского. Секция "Проблемы ракетной и космической техники". М., 1988. С. 132-138.
16.  Сарычев B.A., Беляев М.Ю., Зыков С.Г., Тесленко В.П. Математические модели процесса управления ориентацией орбитальной станции "Мир" с помощью гиродинов // Тез. докл. 6-й всесоюз. конф. по управлению в механических системах. Львов. 1988. С. 138-139.
17.  Сарычев B.A., Беляев М.Ю., Зыков С.Г., Зуева Е.Ю., Сазонов В.В., Сайгираев Х.У. О некоторых задачах управления ориентацией орбитального комплекса "Мир -Квант-1 -Квант-2" // Тр. XXV Чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Секция "Проблемы ракетной и космической техники". М., 1991. С. 25-32.
18.  Невский М.В. Система определения параметров регулярной прецессии твердого тела // Патент на изобретение РФ № 2103736. Бюллетень "Изобретения. Заявки и патенты". 1998. № 3. Опубл. 1998.01.27.
19.  Невский М.В. Способ управления разворотом космического аппарата // Патент на изобретение РФ № 2093433. Бюллетень "Изобретения. Заявки и патенты". 1997. № 29. Опубл. 1997.10.20.
20.  Васильев Ф.П. Лекции по методам решения экстремальных задач. М.: Изд-во МГУ, 1974. 374 с.
21.  Невский М.В. Устройство определения параметров регулярной прецессии (варианты) // Патент на изобретение РФ № 2153446. Бюллетень "Изобретения. Заявки и патенты".
Получить
полный текст
http://elibrary.ru/item.asp?id=11718760
<< Предыдущая статья | Год 2009. Выпуск 1 | Следующая статья >>
Система OrphusЕсли Вы обнаружили опечатку или неточность на странице сайта, выделите её и нажмите Ctrl+Enter

119526 Москва, пр-т Вернадского, д. 101, корп. 1, комн. 245 (495) 434-21-49 pmm@ipmnet.ru pmmedit@ipmnet.ru http://pmm.ipmnet.ru
Учредители: Российская академия наук, Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, ООО "Журналы по механике"
Свидетельство о регистрации СМИ № 0110178 выдано Министерством печати и информации Российской Федерации 04.02.1993 г.
© ООО "Журналы по механике"
webmaster
Rambler's Top100