519.6 Моделирование и оптимизация управлением спутника малой массы при перелете с орбиты Земли на орбиту Марса под солнечным парусом
Мозжорина Т. Ю. (МГТУ им.Н.Э.Баумана), Рахманкулов Д. А. (МГТУ им.Н.Э.Баумана)
СОЛНЕЧНЫЙ ПАРУС, МЕТОД ПРИСТРЕЛКИ, КРАЕВЫЕ ЗАДАЧИ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ, ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ, ПРИНЦИП МАКСИМУМА ПОНТРЯГИНА, ПЕРЕЛЕТ МЕЖДУ ОРБИТАМИ ЗЕМЛИ И МАРСА
doi: 10.18698/2309-3684-2021-3-7487
В данной работе рассматривается оптимизация перелета спутника малой массы с орбиты Земли на орбиту Марса под солнечным парусом. Оптимизация управления углом установки солнечного паруса проводится с использованием принципа максимума Понтрягина при минимизации времени перелета. В отличие от предшествующих работ на эту тему решение краевой задачи, к решению которой сводится принцип максимума, получено методом пристрелки. Программа расчета написана на языке программирования С++. Несмотря на вычислительные сложности, возникающие при использовании метода пристрелки, удалось добиться хорошей сходимости метода Ньютона, лежащего в основе алгоритма. Проведен анализ точности полученных результатов и показана возможность применения метода пристрелки при решении подобных задач. Проведено сравнение с данными ранее опубликованных работ. Несмотря на некоторые допущения, использованные при разработке алгоритма расчета, работа имеет свою ценность в плане оценки возможности использования метода пристрелки, дающего наиболее точные численные результаты оптимизации.
Андреев А.А. Регата под солнечным парусом. STIмул. Журнал об инновациях в России [Электронный ресурс], 2019. URL: https://stimul.online/articles/science-and-technology/regata-pod-solnechnym-parusom/ (дата обращения: 14.06.2021)
Григорьев И.С., Заплетин М.П., Самохин А.С., Самохина М.А. Оценка возможного выигрыша по массе при использовании двигателей малой тяги в экспедиции к Марсу. Сборник докладов ХI Всероссийского съезда по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики, Казань, 2015, с. 1063–1065.
Ишков С.А., Старинова О.Л. Оптимизация и моделирование движения космического аппарата с солнечным парусом. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2005, т. 7, № 1, с. 99–106.
Лейтман Дж. Методы оптимизации с приложениями к механике космического полета. Москва, Наука, 1965, 538 с.
Федоренко Р.П. Приближенное решение задач оптимального управления. Москва, Наука, 1978, 486 с.
Мозжорина Т.Ю. Численное решение задач оптимального управления с переключением методом пристрелки. Математическое моделирование и численные методы, 2017, № 2 (14), с. 94–106.
Мозжорина Т.Ю., Осипов В.В. Численное решение задачи о мягком приземлении методом пристрелки. Инновационное развитие, 2018, № 8 (25), c.11–15.
Федоренко А.Н. Математическое моделирование переориентации орбитального космического аппарата со сферическим солнечным парусом. Дисс. канд. техн. наук. Москва, 2014, 126 с.
Чернякина И.В. Программы локально-оптимального управления и траектории гелиоцентрических перелетов космического аппарата с солнечным парусом с учетом возмущений. Дисс. канд. техн. наук. Самара, 2020, 138 с.
Старинова О.Л., Горбунова И.В. Оптимизация гелиоцентрического движения космического аппарата с солнечным парусом. Сборник трудов XVII Всероссийского семинара по управлению движением и навигации летательных аппаратов, Самара, 2015, с. 168–171.
Starinova O.L., Kurochkin D.V., Materova I.L. Optimal control choice of non-keplerian orbits with low-thrust propulsion. AIP Conference Proceedings, 2012, no.1493 (1), pp.964–971.
Сомов Е.И., Бутырин С.А., Старинова О.Л. Регулируемый солнечный парус в системе управления движением мини-спутника землеобзора: модели и оценки эффективности. Сборник трудов 7-ой Российской мультиконференции по проблемам управления «Управление в морских и аэрокосмических системах (УМАС–2014)», Санкт-Петербург, 2014, с. 545–556.
Мозжорина Т.Ю., Рахманкулов Д.А. Моделирование и оптимизация управлением спутника малой массы при перелете с орбиты Земли на орбиту Марса под солнечным парусом. Математическое моделирование и численные методы, 2021, № 3, с. 74–87.
Скачать статью
Количество скачиваний: 252