Зависимость параметров выведения РКН на орбиту от начальной выставки платформенной инерциальной системы

Авиационная и ракетно-космическая техника

2024. Т. 31. № 4. С. 185-196.

Авторы

Наумченко В. П.

Филиал АО «ЦЭНКИ» — «НИИ ПМ имени академика В.И. Кузнецова», Москва, Россия

e-mail: 8987nau@mail.ru

Аннотация

В настоящей статье продолжается начатое в [14, 15] исследование алгоритма начальной выставки инерциальной навигационной системы (ИНС) платформенного класса для объектов различных классов и применений. Представлены два концептуальных подхода к построению алгоритма, обсуждаются их достоинства и недостатки.
Показаны результаты моделирования алгоритма при использовании метода наискорейшего спуска в двух концептуальных подходах при выставке трехосной платформы. Проведено сравнение быстродействия и точности выставки, и определены параметры корректирующих блоков в контуре стабилизации, при которых время и ошибка выставки минимальны.
Приведены результаты моделирования задачи выведения ракеты космического назначения (РКН) на переходную орбиту при ошибках начальной выставки платформы. Определен конус рассеивания погрешности выведения РКН в зависимости от подобранных коэффициентов в блоке регулирования скорости выставки, входящем в модель алгоритма решения оптимизационной задачи.

Ключевые слова:

инерциальная навигационная система, гироплатформа, оптимизационный алгоритм начальной выставки, метод градиентного спуска, ракета космического назначения, точность выведения на целевую орбиту

Библиографический список

  1. Веремеенко К.К., Желтов С.Ю., Ким Н.В. и др. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов. – М.: Физматлит, 2009. – 552 с.
  2. Алешин Б.С., Тювин А.В., Черноморский А.И., Плеханов В.Е. Проектирование бесплатформенных инерциальных навигационных систем. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2010. – 378 с.
  3. Эспиноза Валлес А.С. Методика стендовой калибровки микроэлектромеханических гироскопов на базе робота-манипулятора // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 1. С. 190–197. DOI: 10.34759/vst-2023-1-190-197
  4. Алешин Б.С., Максимов В.Н., Черноморский А.И., Плеханов В.Е. Измерительная комплексная навигационная система одноосного колесного модуля // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 4. С. 120–128.
  5. Ключников А.И., Маков С.А. Анализ некоторых способов выставки инерциальных навигационных систем // Евразийский союз ученых (ЕСУ). 2018. № 7(52). С. 13–16.
  6. Балабаев О.С., Прохорцов А.В. Сравнительный анализ методов начальной выставки БИНС на подвижном объекте // Известия ТулГУ. Технические науки. 2020. № 11. С. 389–395.
  7. Константинов М.С., Шевченко В.В. Проектно-баллистический анализ выведения космического аппарата на гелиоцентрическую орбиту с наклонением 30 градусов к плоскости солнечного экватора // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 2. С. 144–154. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=180657
  8. Чжоу С., Ишков С.А., Филиппов Г.А. Оптимальное управление относительным движением космического аппарата по критерию быстродействия на околокруговых орбитах // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 163–173.
  9. Lipton A.H. Alignment of inertial systems on a moving base. – Washington: National aeronautics and space administration, 1967. – 168 p.
  10. Yang J., Zhang G., Huang Z. et al. Research on position and orientation measurement method for roadheader based on vision/INS. International Conference on Optical Instruments and Technology: Optoelectronic Measurement Technology and Systems. 2018:1062105. DOI: 10.1117/12.2288670
  11. Liu H.Y., Tsai S., Tsai M.L. et al. An initial alignment method of inertial navigation system for the static state // International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences - ISPRS Archives. 2022. Vol. 43. No. B1, pp. 227-233. DOI:10.5194/isprs-arch ives-XLIII-B1-2022-227-2022
  12. Lu J., Ye L., Dong J. Applied singular value decomposition method in transfer alignment and bias calibration // IET Radar, Sonar & Navigation. 2020. Vol. 14. No. 5, pp. 700–706. DOI: 10.1049/iet-rsn.2019.0397
  13. Веремеенко К.К., Жарков М.В., Кузнецов И.М., Пронькин А.Н. Трансферная выставка бесплатформенной инерциальной навигационной системы: алгоритмические особенности и численный анализ характеристик // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2020. № 4. С. 57–64.
  14. Наумченко В.П., Илюшин П.А., Пикунов Д.Г. и др. Оценка влияния шумов инерциальных датчиков на точность выставки гироплатформы // Вестник НИЯУ МИФИ. 2022. Т. 11. № 6. С. 425–441. DOI: 10.26583/vestnik.2022.16
  15. Наумченко В.П., Илюшин П.А., Пикунов Д.Г., Соловьев А.В. Оптимизационный подход к начальной выставке платформенной инерциальной системы при воздействии шумов // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 2. С. 158–168. DOI: 10.34759/vst-2023-2-158-168
  16. Наумченко В.П., Илюшин П.А., Пикунов Д.Г. Способ определения начальных углов ориентации инерциальных измерительных блоков // Навигация и управление движением: Сборник тезисов ХXIV конференции молодых ученых (15–18 марта 2022; Санкт-Петербург). СПб.: Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2022. С. 281–283.
  17. Васильев Ф.П. Методы оптимизации: В 2 кн. – Изд. новое, перераб. и доп. – М.: Изд-во МЦНМО, 2011. Кн. 1 – 620 с.
  18. Dvurechensky P., Staudigl M., Shtern S. First-Order Methods for Convex Optimization // Optimization and Control. 2021. Vol. 9:100015. DOI: 10.48550/arXiv.2101.00935
  19. Романова И.К. Применение аналитических методов к исследованию Парето оптимальных систем управления // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 4. С. 238–266. DOI: 10.7463/0414.0704897
  20. Pieume C., Marcotte P., Fotso L.P., Siarry P. Generating Efficient Solutions in Bilevel Multi-Objective Programming Problems // American Journal of Operations Research. 2013. Vol. 3. No. 2, pp. 289–298. DOI: 10.4236/ajor.2013.32026
  21. Sadeghi H., Moslemi F. A multiple objective programming approach to linear bilevel multi-follower programming // AIMS Mathematics. 2019. Vol. 4. No. 3, pp. 763–778. DOI: 10.3934/math.2019.3.763
  22. Marler R.T., Arora J.S. The weighted sum method for multi-objective optimization: New insights // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2010. Vol. 41. No. 6, pp. 853–862. DOI: 10.1007/s00158-009-0460-7
  23. Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов: Учебное пособие. — 4-е изд. — М.: Лаборатория знаний, 2020. — 410 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2025