Оптимальное управление разведением спицы трансформируемого рефлектора при наличии возмущений с коррекцией интервалов наблюдений
Автор: Кабанов С.А., Кабанов Д.С., Никулин Е.Н., Митин Ф.В.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 4 т.23, 2022 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время активно развивается разработка крупногабаритных космических конструкций и, в частности, трансформируемых рефлекторов. Особенностью данных аппаратов является малый объём при транспортировке и большие размеры в развёрнутом рабочем состоянии. Поэтому важно осуществить надежное и плавное раскрытие, настроить форму активной радиоотражающей поверхности с заданной точностью, регулировать орбитальное положение. В космическом пространстве на систему оказывается постоянное воздействие радиации, возникает большой перепад температур на околоземной орбите, присутствует солнечный ветер, что главным образом влияет на диаграмму направленности. В данной работе рассмотрен процесс разведения спицы рефлектора при наличии возмущений и ошибок измерений. В соответствии с принципом разделения алгоритм включает фильтр Калмана и регулятор для разведения спицы и коррекции интервалов включения измерителей. Задача управления разведением спицы решается при использовании алгоритма оптимального управления по иерархии целевых критериев. Коррекция интервалов наблюдений производится управлением производными от моментов времени включения и отключения измерителей. Представлены результаты численного моделирования.
Алгоритм последовательной оптимизации, крупногабаритный трансформируемый рефлектор, оптимальная фильтрация, математическая модель, моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/148325794
IDR: 148325794 | DOI: 10.31772/2712-8970-2022-23-4-602-614
Список литературы Оптимальное управление разведением спицы трансформируемого рефлектора при наличии возмущений с коррекцией интервалов наблюдений
- Puig L., Barton A., Rando N. A review on large deployable structures for astrophysics missions // Acta Astronautica. 2019. Vol. 67(1). P. 12–26.
- Полянский И. С., Архипов Н. С., Мисюрин С. Ю. О решении проблемы оптимального управления адаптивной многолучевой зеркальной антенной // Автомат. и телемех. 2019. № 1. С. 83–100.
- Статический и модальный анализ силовой конструкции прецизионного крупногабаритного антенного рефлектора из полимерных композиционных материалов / А. Ю. Власов, Н. А. Амельченко, К. А. Пасечник и др. // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18, № 4. С. 897–901.
- Nie R., He B., Zhang L. Deployment dynamics modeling and analysis for mesh reflector antennas considering the motion feasibility // Nonlinear Dyn. 2018. Vol. 91. P. 549–564.
- Thomson M. W. The AstroMesh Deployable Reflector. IUTAM-IASS Symposium on Deployable Structures: Theory and Applications. 2000. P. 435–446.
- Dynamics of a deployable mesh reflector of satellite antenna: form finding and modal analysis / P. Li, C. Liu, Q. Tian et al. // J Comput. Nonlinear Dyn. 2016. Vol. 11(4). P. 549–564.
- Резник С. В., Чубанов Д. Е. Моделирование динамики раскрытия крупногабаритного трансформируемого рефлектора космической антенны из композиционного материала // Вестник Российского ун-та дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2018. Т. 19, №. 4. С. 411–425.
- Бакулин В. Н., Борзых С. В. Моделирование динамики процесса раскрытия крупногабаритных трансформируемых космических конструкций // Известия вузов. Авиационная техника. 2020. № 4. С. 50–56.
- Разработка расчетно-экспериментального метода модального анализа / В. А. Бернс, В. Е. Левин, Д. А. Красноруцкий и др. // Космические аппараты и технологии. 2018. Т. 2, № 3(25). С. 125–133.
- Development for petal-type deployable solid-surface reflector by uniaxial rotation mechanism / H. Huang, Q. Cheng, L. Zheng, Y. Yang // Acta Astronautica. 2021. № 178. P. 511–521.
- Ишков В. Н. Воздействие солнечных активных явлений на околоземное космическое пространство и возможность их прогноза // Сложные системы. 2012. № 4 (5). С. 21–41.
- Влияние солнечной активности на магнитосферу Земли / Б. Б. Михаляев, С. Б. Дертеев, И. Ю. Лагаев, Т. Т. Осмонов // Актуальные проблемы современной физики и математики. 2017. С. 92–97.
- Кабанов С. А., Митин Ф. В. Оптимизация процессов раскрытия и создания формы транс- формируемого рефлектора космического базирования // Изв. РАН. ТиСУ. 2021. № 2. С. 106–125.
- Кабанов С. А., Кабанов Д. С. Управление разведением спиц крупногабаритного транс- формируемого рефлектора с использованием алгоритма последовательной оптимизации // Мехатроника, автоматизация, управление. 2021. № 22(8). С. 433–441.
- Оптимальное управление разведением спицы трансформируемого рефлектора при наличии возмущений / С. А. Кабанов, Д. С. Кабанов, Е. Н. Никулин, Ф. В. Митин // Сибирский аэрокосмический журнал. 2021. Т. 22, № 4. С. 649–659.
- Малышев В. В., Красильщиков М. Н., Карлов В. И. Оптимизация наблюдения и управления летательных аппаратов. М. : Машиностроение, 1989. 312 с.
- Кабанов Д. С. Оптимальное управление стохастической системой с коррекцией интервалов наблюдений // Системный анализ, управление и навигация : тезисы докладов. М. : Изд-во МАИ, 2022. С. 119–120.
- Оптимальное управление разведением спицы трансформируемого рефлектора при наличии возмущений с коррекцией интервалов наблюдений / С. А. Кабанов, Д. С. Кабанов, Е. Н. Никулин Ф. В. Митин // Системный анализ, управление и навигация : тезисы докладов. М. : Изд-во МАИ, 2022. С. 117–118.
- Справочник по теории автоматического управления / под ред. А. А.Красовского. М. : Наука, 1987. 712 с.
- Микропривод. Серия phySPACE для работы в космосе, диаметр 19–125 мм [Электронный ресурс]. URL: http://www.microprivod.ru/catalog/phytron/seriya-vssspase-dlya-rabotyi-vkosmose, diametr-19-125-mm.html (дата обращения 31.08.2022).
- ЛИР-МА208Е. Абсолютный угловой энкодер [Электронный ресурс]. URL: https://skbis.ru/catalog/rotary/absolute-rotary-encoders/lir-ma208e (дата обращения: 31.08.2022).
- Кабанов С. А. Оптимизация динамики систем при действии возмущений. М. : Физматлит, 2008. 200 с.
