1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Теория и системы управления
  4. № 4, 2023

Известия РАН. Теория и системы управления, 2023, № 4, стр. 125-136

АНАЛИТИЧЕСКИЙ КВАЗИОПТИМАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

А. В. Молоденков a, *, Я. Г. Сапунков a

a Институт проблем точной механики и управления РАН
Саратов, Россия

* E-mail: molalexei@yandex.ru

Поступила в редакцию 20.10.2022
После доработки 12.01.2023
Принята к публикации 06.02.2023

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.

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 материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Теория и системы управления

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал