Оптимизация процесса изменения параметров орбит космических аппаратов с помощью вращающейся электродинамической тросовой системы
- Авторы: Лу Х.1, Ван Ч.2, Заболотнов Ю.М.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
- Северо-западный политехнический университет, г. Сиань
- Выпуск: Том 19, № 1 (2020)
- Страницы: 64-77
- Раздел: АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
- URL: https://journals.ssau.ru/vestnik/article/view/7771
- DOI: https://doi.org/10.18287/2541-7533-2020-19-1-64-77
- ID: 7771
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
РоссияЧанцин Ван
Северо-западный политехнический университет, г. Сиань
Email: wangcq@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1358-7731
PhD, доцент института автоматики
Китайская республикаЮ. 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
Список литературы
- Van Pelt M. Space tethers and space elevators. Springer Science & Business Media, 2009. 215 p.
- Levin E.M. Dynamic analysis of space tether missions. Univelt Incorporated, 2007. 453 p.
- 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
- 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
- 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
- Hoyt R. Moon & Mars orbiting spinning tether transport. NASA: Final Report on NASA Institute for Advanced Concepts, Contract 07600-034, 2001.
- 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.
- Kluever C.A. Space flight dynamics. John Wiley & Sons, 2018. 562 p.
- Белецкий В.В., Левин Е.М. Динамика космических тросовых систем. М.: Наука, 1990. 336 с.
- 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
- 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
- Boyd S., Vandenberghe L. Convex optimization. Cambridge University Press, 2004. 716 p.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)