Применение метода дифференциальной эволюции в задаче атмосферного поворота плоскости орбиты


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследуется применение метода дифференциальной эволюции при оптимизации атмосферного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата с большим аэродинамическим качеством с использованием трёхканального управления. Движение аппарата относительно Земли описывается системой дифференциальных уравнений в траекторной системе координат. Программы управления по углу атаки и скоростному углу крена представляются в виде ряда Фурье, а управление по тяге – в виде релейного закона. Критерием оптимальности управления является максимум конечной массы аппарата. Проведена апробация результатов решения задач без ограничений на фазовые параметры, полученных с использованием алгоритма дифференциальной эволюции, путём сравнения с решениями, полученными методом принципа максимума Понтрягина. На основе метода дифференциальной эволюции получено решение оптимизационной задачи с учётом ограничения на температуру в точке торможения.

Об авторах

Н. А. Елисов

Самарский национальный исследовательский университет
имени академика С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: mr07th@gmail.com

аспирант кафедры космического машиностроения

Россия

С. А. Ишков

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: ishkov@ssau.ru

доктор технических наук,
профессор кафедры космического машиностроения

Россия

А. А. Храмов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: khramov@ssau.ru

кандидат технических наук,
доцент кафедры космического машиностроения

Россия

Список литературы

  1. London H.S. Change of satellite orbit plane by aerodynamic maneuvering // Journal of Aerospace Science. 1962. V. 29, Iss. 3. P. 323-332. doi: 10.2514/8.9416
  2. Гурман В.И., Салмин В.В., Шершнёв В.М. Аналитическая оценка приближённо-оптимальных комбинированных разворотов // Космические исследования. 1969. Т. 7, № 6. С. 819-826.
  3. Шкадов Л.М., Буханова Р.С., Илларионов В.Ф., Плохих В.П. Механика оптимального пространственного движения летательных аппаратов в атмосфере. М.: Машиностроение, 1972. 240 с.
  4. Лазарев Ю.Н. Управление траекториями аэрокосмических аппаратов. Самара: Самарский научный центр РАН, 2007. 274 с.
  5. Храмов А.А. Оптимизация комбинированного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата методом принципа максимума Понтрягина // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2019. Т. 18, № 1. С. 140-153. doi: 10.18287/2541-7533-2019-18-1-140-153
  6. Storn R., Price K. Differential evolution – a simple and efficient adaptive scheme for global optimization over continuous spaces. Technical report. Berkeley: International Computer Science Institute, 1995. 15 p.
  7. Thangeda P., Bhattacharya A.K., Gopal R., Kumar R.G.A. Synthesis of optimal trajectories in aerial engagements using differential evolution // IFAC-PapersOnLine. 2018. V. 51, Iss. 1. P. 90-97. doi: 10.1016/j.ifacol.2018.05.016
  8. Белоконов И.В., Крамлих А.В., Ломака И.А., Николаев П.Н. Восстановление углового движения космического аппарата по данным о токосъеме с панелей солнечных батарей // Известия РАН. Теория и системы управления. 2019. № 2. С. 133-144. doi: 10.1134/S0002338819020045
  9. Wu C., Xu R., Zhu S., Cui P. Time-optimal spacecraft attitude maneuver path planning under boundary and pointing constraints // Acta Astronautica. 2017. V. 137. P. 128-137. doi: 10.1016/j.actaastro.2017.04.004
  10. Wang M., Luo J., Fang J., Yuan J. Optimal trajectory planning of free-floating space manipulator using differential evolution algorithm // Advances in Space Research. 2018. V. 61, Iss. 6. P. 1525-1536. doi: 10.1016/j.asr.2018.01.011
  11. Ярошевский В.А. Вход в атмосферу космических летательных аппаратов. М.: Наука, 1988. 336 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2020

Ссылка на описание лицензии: https://journals.ssau.ru/index.php/vestnik/about/editorialPolicies#custom-2

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах