Оптимізація траєкторії аерокосмічної системи в реальному часі

Автор(и)

  • Alexander Lysenko Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
  • Olena Tachinina Національний авіаційний університет

DOI:

https://doi.org/10.18372/2306-1472.80.14267

Ключові слова:

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

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.

Біографії авторів

Alexander Lysenko, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Doctor of Engineering, Professor. Department of Telecommunication, National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute». Education: Kiev Higher Military Aviation Engineering School, Ukraine (1974). Research area: flight dynamics, automatization, optimal control.

Olena Tachinina, Національний авіаційний університет

Doctor of Engineering, Professor. Department of Automation and Energy Management, National Aviation University. Education: Kyiv International University of Civil Aviation, Ukraine (1999). Research area: flight dynamics, automatization, optimal control.

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

Downloads

Опубліковано

10.12.2019

Як цитувати

Lysenko, A., & Tachinina, O. (2019). Оптимізація траєкторії аерокосмічної системи в реальному часі. Вісник Національного авіаційного університету, 80(3), 6–13. https://doi.org/10.18372/2306-1472.80.14267

Номер

Том 80 № 3 (2019)

Розділ

Аерокосмічні системи моніторінгу та керування

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).