Задача оптимального управления пространственным разворотом космического аппарата за фиксированное время

Авторы

Левский М. В.

Государственный коcмический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева, ул. Новозаводская, 18, Москва, 121087, Россия

e-mail: niiks@knrunichev.com

Аннотация

Рассмотрена задача оптимального управления пространственной переориентацией космического аппарата (КА) за фиксированное время. Минимизируется функционал, имеющий смысл расхода рабочего тела. Получено аналитическое решение поставленной задачи. Оптимальное решение находится в классе двухимпулъсного управления, при котором разворот КА совершается по траектории «свободного движения». Исходная задача управления сводится к решению трех задач: разгону КА до необходимого кинетического момента, неуправляемому вращению КА и гашению угловой скорости. Для динамически симметричного КА дано полное решение задачи переориентации в замкнутой форме, что позволяет применять данный метод управления на практике. Приводятся результаты математического моделирования, демонстрирующие практическую реализуемость разработанного алгоритма управления.

Ключевые слова:

космический аппарат, управление движением, кватернион, принцип максимума, функционал, управляющая функция, динамика, оптимальное движение

Скачать статью