Аналитическое решение задачи оптимального по быстродействию разворота осесимметричного космического аппарата в классе конических движений

Статья подготовлена сотрудниками: д.т.н. Молоденков А.В.. к. ф.-м.н., доцент Сапунков Я.Г..
на базе: Лаборатория механики, навигации и управления движением.


Анотация

Рассматривается традиционная задача оптимального по быстродействию разворота космического аппарата как твердого тела с одной осью симметрии при произвольных граничных условиях по угловому положению и угловой скорости космического аппарата в кватернионной постановке. С помощью замен переменных исходная задача упрощается (в отношении динамических уравнений Эйлера) до задачи оптимального разворота твердого тела со сферическим распределением масс, содержащей одно дополнительное скалярное дифференциальное уравнение. Для этой задачи представлено новое аналитическое решение в классе конических движений, при этом начальное и конечное положения космического аппарата принадлежат одному и тому же конусу, реализуемому при ограниченном управлении. Также, в классе обобщенных конических движений произведена модификация задачи оптимального разворота, которая позволила получить ее аналитическое решение при произвольных граничных условиях по угловому положению и угловой скорости космического аппарата. Приводятся численный пример конического движения космического аппарата, а также примеры, показывающие близость решений традиционной и модифицированной задач оптимального разворота осесимметричного космического аппарата.

Ключевые слова: осесимметричное твердое тело, космический аппарат, оптимальный разворот, аналитическое решение, коническое движение, обобщенное коническое движение

DOI 10.7868/S0002338818020117

Цитировать эту статью:

Молоденков А.В., Сапунков Я.Г. Аналитическое решение задачи оптимального по быстродействию разворота осесимметричного космического аппарата в классе конических движений // Известия РАН. Теория и системы управления. 2018. № 2. С. 131-147. DOI: 10.7868/S0002338818020117

Molodenkov A.V. and Sapunkov Ya.G. Analytical Solution of the Minimum Time Slew Maneuver Problem for an Axially Symmetric Spacecraft in the Class of Conical Motions // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2018. Vol. 57. No.2. Pp. 302-318. DOI: 10.1134/S1064230718020120

О журнале Известия РАН. Теория и системы управления