Построение траектории перелета космического аппарата между околоземными эллиптическими орбитами методом перебора значений параметров внутри сетки данных
- Авторы: Саввина Е.В1
-
Учреждения:
- Выпуск: № 2 (2023)
- Страницы: 65-74
- Раздел: Управление подвижными объектами и навигация
- URL: https://journals.rcsi.science/1819-3161/article/view/291586
- DOI: https://doi.org/10.25728/pu.2023.2.6
- ID: 291586
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Рассматривается задача проектирования оптимальной траектории межорбитального перелета космического аппарата. Приведены алгоритм и результаты реализованного в цикле расчета оптимальных траекторий перелета между околоземными эллиптическими орбитами с различными значениями параметров для космического аппарата с химическим разгонным блоком и фиксированной тягой. Исследование проведено в четыре этапа: формирование первичных диапазонов поиска начальных приближений для типовых оптимизационных задач; интегрирование в цикле с целью нахождения областей сходимости для типовой вариационной задачи; нахождение положения оптимума для каждой постановки задачи внутри принятых диапазонов, реализованное путем расчета невязок конечных условий; анализ полученных результатов. Для решения поставленной задачи применяются численные методы математического анализа, методы математического программирования. Минимизация риска «перешагивания» потенциально оптимального результата достигнута путем варьирования точности на разных этапах расчета. Результатом исследования явилось улучшение первичного решения для «опорного» варианта задачи, выявление областей сходимости, а также наборы векторов начальных приближений, обеспечивающих сходимость, для дальнейшего анализа. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейшего развития идеи выстраивания и уточнения алгоритма с целью подбора оптимальных начальных приближений для типовых (оптимизация траектории орбитального перелета космического аппарата) и иных оптимизационных задач.
Список литературы
- Ведякова А.О., Милованович Е.В., Слита О.В. Тертычный-Даури В.Ю. Методы теории оптимального управления. – М.: Университет Итмо, 2021. – 111 с. [Vedyakova, A.O., Milovanovich, E.V., Slita, O.V., and Tertychny-Dauri, V.U. Methods of Optimal Control Theory. – Moscow: University ITMO, 2021. – 111 s. (In Russian)]
- Bard, Y. Nonlinear Parameter Estimation. – New York & London: Academic Press edition. – 1979. – 349 p.
- Петухов В.Г. Оптимизация межпланетных траекторий космических аппаратов с идеально-регулируемым двигателем методом продолжения. Космические исследования. – 2008. – Т. 46. – № 3. – С. 224–237. [Petukhov, V.G. Optimization of interplanetary trajectories of spacecraft with a ideally regulated engine by the continuation method. – Space Studies. – 2008. – Vol. 46, no. 3. – P. 224–237 (In Russian)]
- Kitrell, J.R., Mezaki, R., and Watson, C.C. Estimation of parameters for nonlinear least squares analysis // Industrial & Engineering Chemistry. – 1965. – Vol. 57. – P. 18–27.
- Hofmann, C., and Topputo, F. Embedded Homotopy for Convex Low-Thrust Trajectory Optimization with Operational Constraints // Proceedings of 2022 AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference. – Charlotte, NC, USA, 2022. – P. 1–16.
- Jiang, F., Baoyin, F. and Li, J. Practical Techniques for Low-Thrust Trajectory Optimization with Homotopic Approach // Journal of Guidance, Control and Dynamics. – 2012. – Vol. 35, no. 1. – P. 245–258.
- Wu, D., Wu, C., Lin, F., et al. Analytical Costate Estimation by a Reference Trajectory-Based Least-Squares Method // Journal of Guidance, Control and Dynamics. 2022. – Vol. 45. – P. 1–9.
- Wu, D., Cheng, L., Gong, S., and Baoyin, H. Approximate time-optimal low-thrust rendezvous solutions between circular orbits // Aerospace Science and Technology. – 2022. – Vol. 131, Part A. – Art. No. 108011.
- Bevilaqua, R. Analytical Guidance Solutions for Spacecraft Planar Rephasing via Input Shaping // Journal of Guidance, Control. and Dynamics. – 2014. – Vol. 37. – doi: 10.2514/1.G000008.
- Wu, D., Wu, Ch., Lin, F., and Baoyin, H. An Atlas of Optimal Low-Thrust Rephasing Solutions in Circular Orbit // arXiv:2209.07418v1. – 2022. – doi: 10.48550/arXiv.2209.07418.
Дополнительные файлы
