Оптимизация наведения аэрокосмического самолета в район посадки
Авторы: Мельников А.Ю., Илюхин С.Н.
Опубликовано в выпуске: #9(117)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-9-2113
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Представлена методика построения процедуры оптимального наведения аэрокосмического самолета. В основе методики лежит адаптация принципа максимума Понтрягина для рассматриваемого класса задач. При этом точность наведения обеспечивается решением краевой задачи, которая периодически выполняется в процессе полета. Приведена разработанная процедура прогноза конечных параметров оптимального полета по упрощенной модели движения, позволяющая также определить значение фактического промаха. Для предложенной методики дано развернутое математическое описание. Реализуемость этой методики обеспечивается путем минимизации объема вычислительных операций. Эффективность алгоритмов наведения проиллюстрирована численным примером с процедурой моделирования полета с учетом всех существенных факторов. Приведены также расчетные примеры решения краевых задач и результаты моделирования оптимального наведения.
Литература
[1] Бетанов В.В., Доронин Д.В., Захаров С.Е. Алгоритм оперативного прогноза траектории движения спускаемого аппарата, совершающего планирующий полет во вращающейся атмосфере. Космические исследования, 1999, № 4, с. 365–373.
[2] Xu B., Shi Z. An overview on flight dynamics and control approaches for hypersonic vehicles. Sci. China Inf. Sci., 2015, vol. 58, no. 7, pp. 1–19. DOI: 10.1007/s11432-014-5273-7
[3] Корянов В.В., Казаковцев В.П. Методы расчета параметров движения спускаемых аппаратов. Естественные и технические науки, 2014, № 9–10, с. 179–184.
[4] Лазарев Ю.Н. Управление траекториями аэрокосмических аппаратов. Самара, Самар. науч. центр РАН, 2007, 274 с.
[5] Wang Y.-S., Chien C.-S. A two-parameter continuation method for computing numerical solutions of spin-1 Bose–Einstein condensates. Journal of Computational Physics, 2014, vol. 256, pp. 198–213. DOI: 10.1016/j.jcp.2013.08.056
[6] Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. Москва, БИНОМ, 2015, 410 с.
[7] Бузулук В.И., Михалев С.М. Разработка методики формирования облика многоразовой аэрокосмической системы, оптимизация ее проектных параметров и траекторий движения. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 6 (90). DOI: 10.18698/2308-6033-2019-6-1894
[8] Храмов А.А. Оптимизация комбинированного поворота плоскости орбиты аэрокосмического аппарата методом принципа максимума Понтрягина. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2019, т. 18, № 1, c. 140–153. DOI: 10.18287/2541-7533-2019-18-1-140-153
[9] Мельников А.Ю. Оптимальное управление маневрами гиперзвукового планера на основе принципа максимума Понтрягина. Аэрокосмический научный журнал, 2015, № 05, с. 26–37. DOI: 10.7463/aersp.0515.0821077
[10] Мельников А.Ю. Решение задач оптимального управления аэрокосмическим самолетом. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, вып. 2 (110). DOI: 10.18698/2308-6033-2021-2-2058
[11] Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.В. Математическая теория оптимальных процессов. Москва, Физматгиз, 1976, 322 с.
[12] Лысенко Л.Н., Шам Н.Ч. Анализ применимости существующих компьютерных технологий для автоматизации синтеза нечеткого управления движением легкого дистанционно пилотируемого летательного аппарата в сложных метеорологических условиях. Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, 2014, № 200 (2), с. 118–125.
[13] Клишин А.Н., Швыркина О.С. Алгоритм выбора коэффициентов пропорционального метода наведения летательного аппарата. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016, вып. 9 (57). DOI: 18698/2308-10.6033-2016-9-1534