Вышла монография с.н.с. лаборатории № 4 И.А. Панкратова

В издательстве Саратовского национального исследовательского государственного
университета имени Н. Г. Чернышевского (СГУ) вышла монография «Кватернионные модели и популяционные методы оптимизации в задачах механики космического полёта» с.н.с. лаборатории механики, навигации и управления движением, к.т.н., доц. Панкратова И.А. Издание представлено в электронной библиотеке СГУ https://books.sgu.ru/monographs/978-5-292-04914-2 и размещено в РИНЦ https://www.elibrary.ru/item.asp?id=86792393.

Монография посвящена изучению задач оптимального управления движением космического аппарата с помощью популяционных методов и символьной алгебры. Изложены некоторые прямые методы численного решения краевых задач оптимального управления, описаны особенности реализации алгебры кватернионов в библиотеках NumPy и SymPy языка программирования Python3.

В кватернионной постановке рассмотрена актуальная задача переориентации круговой орбиты космического аппарата под действием реактивной тяги, ортогональной плоскости его орбиты. В этом случае орбита не меняет свою форму и размеры, а поворачивается в пространстве как твердое тело. Управление (величина ускорения от тяги реактивного двигателя) считается кусочно-постоянной функцией. Для нахождения неизвестных длительностей участков активного движения космического аппарата и величины управления на каждом из этих участков применены пакеты pymoo и pyswarms языка программирования Python3, предназначенные для решения задач одно- и многокритериальной оптимизации.  Даны примеры расчетов для случаев, когда минимизируемый функционал характеризует затраты времени, или характеристической скорости, или энергии на переход аппарата на заданную орбиту. Предложен метод определения заранее не известного количества активных участков движения аппарата. Приведены результаты численного решения для различных значений параметров задачи.

Монография предназначена для преподавателей, научных сотрудников, аспирантов и всех интересующихся численными методами решения задач оптимального управления.