Оптимізація траєкторії аерокосмічної системи в реальному часі

Alexander Lysenko, Olena Tachinina

Анотація


Мета: Метою даної статті є викладення алгоритму розрахунку траєкторії руху двоступеневого гіперзвукового безпілотного літального апарату, що складається з безпілотного літака-носія і безпілотного орбітального літака. Методи: У статті розглянуто метод теорії оптимального керування розривними динамічними системами, який застосовувався для оптимізації розгалуженої траєкторії руху двоступеневого гіперзвукового безпілотного літального апарату. Результати: Розраховано оптимальні значення фазових координат і керувань в точках структурних перетворень розгалуженої траєкторії руху двоступеневого гіперзвукового безпілотного літального апарату. Обговорення: Запропонований алгоритм дозволяє оптимізувати траєкторію руху двоступеневого гіперзвукового безпілотного літального апарату на будь-якій ділянці траєкторії, включаючи етапи розділення та початкового розведення орбітального ступеня і літака-носія, з урахуванням взаємного впливу ступенів.


Ключові слова


аерокосмічна система; розгалужена траєкторія; оптимальне керування; двоступеневий безпілотний літальний апарат

Посилання


Lozino-Lozinsky G, Dudar E. (1995). Sravnitel'nyy analiz mnogorazovykh kosmicheskikh transportnykh sistem [Comparative analysis of reusable space transportation systems]. Problems of mechanics and reliability of machines, vol. 4, pp. 3-12. (in Russian)

Lazarev Y. (2007) Upravleniye trayektoriyami aerokosmicheskikh apparatov [Control trajectories of aerospace vehicles]. Center of the Russian Academy of Sciences. Samara, 274 p. (in Russian)

Lukashevich V., LukashevichV., Afanasyev I. (2009) Kosmicheskiye kryl'ya [Spase wings]. Moscow, 496 p. (in Russian)

Lysenko O.I., Tachinina O.M., Alekseeva I.V., Zakharchenko V.P. (2016) Optimal Injection Path for Group of Nanosatellite Multisensor-Based Platforms. 4th International Conference «Methods and systems of navigation and motion control», October 18-20, рр. 155-158. (in Ukranian) https://doi.org/10.1109/MSNMC.2016.7783130

Lysenko O.I., Tachinina O.M., Alekseeva I.V. (2017) Path constructing method of unmanned aerial vehicle. IEEE 4th International Conference, «Actual Problems of Unmanned Aerial Vehicles Developments», October, 17-19, pp. 254-259. (in Ukranian) https://doi.org/10.1109/APUAVD.2017.8308823

Ashchepkov L.T. (1987). Optimal'noye upravleniye razryvnymi sistemami [Optimal control of discontinuous systems]. Novosibirsk, Nauka Publ., 226 p. (in Russian)

Bryson E., Yu-Chi Ho. (1975) Applied Optimal Control. New York, USA, Revised edition, 482 p.

Sage, A.P., White, Ch.C. (1982). Optimum Systems Control. Moscow: Radio and connection, 482 p. (in Russian)

Pontryagin L.S., Boltyansky V.G., Gamkrelidze R.V. and Mischenko, E.F.(1962). The mathematical theory of optimal processes. Interscience Publishers, New York.

Afanasyev V.A., Meshchanov A.S., Khayrullin V.R. (2009) Analiticheskiy sintez upravleniy vozvrashchayemymi kosmicheskimi apparatami metodom sopryazheniya tipovykh trayektoriy [Analytical synthesis of controls of returned spacecraft by the method of pairing typical trajectories]. Bulletin of KSTU named after A.N. Tupolev, no 4., рр. 96-102. (in Russian).

Konstantinov M.S., Min Thein. (2009). Metod optimizatsii trayektorii vyvedeniya kosmicheskikh apparatov s elektroraketnoy dvigatel'noy ustanovkoy na geostatsionarnuyu orbitu [Optimization method of deducing the trajectory of spacecraft with electric propulsion system into geostationary orbit]. Bulletin MAI, vol. 16, no 5, рр. 282-290. (in Russian)

Filatiev A.C. (2001) Skvoznaya optimizatsiya vetvyashchikhsya trayektoriy vyvedeniya kosmicheskikh letatel'nykh apparatov v atmosfere na osnove printsipa maksimuma Pontryagina [Through optimization of the branching paths removal of spacecraft in the atmosphere based on the Pontryagin maximum principle]. Thesis for the degree of doctor of technical sciences, Zhukovsky, 395 p. (in Russian)

Nguyen X. Vinh (1993). Flight mechanics of high-performance aircraft. Cambridge university press, 296 p. (in Great Britain).

Hung-i Bruce Tsai. (2003) Optimal trajectory designs and systems engineering analyses of reusable launch vehicles. Thesis for degree of doctor of philosophy, Iowa State University, 312 p.

Kevin P. Bollino. (2006) High-fidelity real-time trajectory optimization for reusable launch vehicles. Thesis for degree of doctor of philosophy, Naval Postgraduate School Monterey, 446 р.

Lu. P., Vinh X. (1998) Minimax optimal control for atmospheric fly-through trajectories. Journal of optimization theory and applications, vol. 57, no. 1, pp. 41-58. https://doi.org/10.1007/BF00939328

Ross I.M., Gong Q., Sekhavat P. (2007) Low-thrust, high accuracy trajectory optimization. Journal of guidance, control and dynamics, vol. 30, no. 4, pp. 921-933. https://doi.org/10.2514/1.23181


Повний текст: PDF

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


ISSN 2306-1472 (Online), ISSN 1813-1166 (Print)

Передплатний індекс 86179

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.

Ulrich's Periodicals DirectoryIndex CopernicusDOAJSSMРИНЦWorldCatCASEBSCOCrossRefBASEDRIVERНаціональна бібліотека ім. ВернадськогоНауково-технічна бібліотека НАУ