Оптимизация процесса изменения параметров орбит космических аппаратов с помощью вращающейся электродинамической тросовой системы


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассматривается параметрическая оптимизация процесса изменения орбитальных параметров с помощью вращающейся электродинамической тросовой системы. Изменение большой полуоси и эксцентриситета принимаются как две основные задачи и соответственно предлагаются два закона управления. Ток регулируется в зависимости от мгновенного положения проводящего троса, что позволяет обеспечить расчётное направление силы Лоренца, возникающей при взаимодействии проводника с магнитным полем Земли. Предлагается комбинированная схема управления одновременного изменения большой полуоси и эксцентриситета орбиты. Параметры законов управления оптимизируются с помощью метода Nelder-Mead с использованием различных целевых функций и ограничений. Установлено, что при использовании критериев быстродействия и наименьшего импульса получаются решения, которые соответствуют граничным значениям подбираемых параметров. Поэтому в качестве компромисса предлагается использовать свёртку этих критериев, что обеспечивает заданное изменение орбитальных параметров центра масс системы.

Об авторах

Хонши Лу

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: LuHSPeter@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4695-3424

аспирант кафедры программных систем

Россия

Чанцин Ван

Северо-западный политехнический университет, г. Сиань

Email: wangcq@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1358-7731

PhD, доцент института автоматики

Китайская республика

Ю. М. Заболотнов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: yumz@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0409-3107

доктор технических наук, профессор,
профессор кафедры программных систем

Россия

Список литературы

  1. Van Pelt M. Space tethers and space elevators. Springer Science & Business Media, 2009. 215 p.
  2. Levin E.M. Dynamic analysis of space tether missions. Univelt Incorporated, 2007. 453 p.
  3. Gou X.-W., Li A.-J., Tian H.-C., Wang C.-Q., Lu H.-S. Overload control of artificial gravity facility using spinning tether system for high eccentricity transfer orbits // Acta Astronautica. 2018. V. 147. P. 383-392. doi: 10.1016/j.actaastro.2018.03.005
  4. Tyc G., Vigneron F., Jablonski A., Han R., Modi V., Misra A. Flight dynamics results from the OEDIPUS-C tether mission // Astrodynamics Conference. 1996. P. 39-50. doi: 10.2514/6.1996-3573
  5. Lorenzini E.C., Cosmo M.L., Kaiser M., Bangham M.E., Vonderwell D.J., Johnson L. Mission analysis of spinning systems for transfers from low orbits to geostationary // Journal of Spacecraft and Rockets. 2000. V. 37, Iss. 2. P. 165-172. doi: 10.2514/2.3562
  6. Hoyt R. Moon & Mars orbiting spinning tether transport. NASA: Final Report on NASA Institute for Advanced Concepts, Contract 07600-034, 2001.
  7. Воеводин П.С., Заболотнов Ю.М. Моделирование и анализ колебаний электродинамической тросовой системы на орбите спутника Земли // Математическое моделирование. 2017. Т. 29, № 6. С. 21-34.
  8. Kluever C.A. Space flight dynamics. John Wiley & Sons, 2018. 562 p.
  9. Белецкий В.В., Левин Е.М. Динамика космических тросовых систем. М.: Наука, 1990. 336 с.
  10. Воеводин П.С., Заболотнов Ю.М. К задаче о стабилизации движения низкоорбитальной электродинамической тросовой системы // Известия РАН. Теория и системы управления. 2019. № 2. C. 117-132. doi: 10.1134/S0002338819020173
  11. Nelder J.A., Mead R. Simplex method for function minimization // The Computer Journal. 1965. V. 7, Iss. 4. P. 308-313. doi: 10.1093/comjnl/7.4.308
  12. Boyd S., Vandenberghe L. Convex optimization. Cambridge University Press, 2004. 716 p.

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