Два прямых метода оптимизации межпланетных траекторий перелета с малой тягой

Реализуются два прямых метода проектирования оптимальных траекторий перелета с малой тягой. Представлена их сравнительная характеристика на примере модельной задачи межпланетного перелета от Земли к Марсу. Методы сравниваются с точки зрения числа итераций, времени работы и размеров областей сходимости. Также приводятся полученные оптимальные траектории перелета для разных дат старта и времен полета, анализируется поведение оптимальных функций управления и зависимость затрат топлива от времени полета. Расчеты выполнены на персональном компьютере в среде MATLAB и с использованием многопроцессорной вычислительной системы.

Ключевые слова

Источник финансирования

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 16-08-00787).

Получено

09.01.2019

Дата публикации

09.01.2019

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Целоусова А. А. , Трофимов С. П. , Широбоков М. Г. Два прямых метода оптимизации межпланетных траекторий перелета с малой тягой // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления – 2018. – Номер 6 C. 175-186 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/tisu/s000233880003502-1-1 (дата обращения: 03.05.2024). DOI: 10.31857/S000233880003502-1
MLA	Tselousova, A., Trofimov, S., Shirobokov, M. "Two direct methods of optimizing interplanetary trajectories of low-flight flight." Izvestiia Rossiiskoi akademii nauk. Teoriia i sistemy upravleniia 6 (2018):175-186. DOI: 10.31857/S000233880003502-1
APA	Tselousova A., Trofimov S., Shirobokov M. (2018). Two direct methods of optimizing interplanetary trajectories of low-flight flight. Izvestiia Rossiiskoi akademii nauk. Teoriia i sistemy upravleniia (6), pp.175-186 DOI: 10.31857/S000233880003502-1

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1392

Оценка читателей: голосов 0

1. Важенин Н.А., Обухов В.А., Плохих А.П., Попов Г.А. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов и их влияние на радиосистемы космической связи. М.: Физматлит, 2012. 432 с.

2. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1983. 393 с.

3. Liberzon D. Calculus of Variations and Optimal Control Theory: a Concise Introduction. New Jersey: Princeton University Press, 2011. 256 p.

4. Петухов В.Г. Робастное квазиоптимальное управление с обратной связью для перелета с малой тягой между некомпланарными эллиптической и круговой орбитами // Вестн. МАИ. 2010. Т. 17. № 3. С. 50–58.

5. Петухов В.Г. Оптимизация многовитковых перелетов между некомпланарными эллиптическими орбитами // Космич. исслед. 2004. Т. 42. № 3. С. 260–279.

6. Константинов М.С., Петухов В.Г., Тейн М. Оптимизация траекторий гелиоцентрических перелетов. 2-е изд. М.: Изд-во МАИ, 2015. 260 с.

7. Conway B. Spacecraft Trajectory Optimization. N. Y.: Cambridge University Press, 2010. 298 p.

8. Tang S., Conway B. Optimization of Low-thrust Interplanetary Trajectories Using Collocation and Nonlinear Programming // J. Guidance, Control, and Dynamics. 1995. V. 18. № 3. P. 599–604.

9. Hargraves C., Paris S. Direct Trajectory Optimization Using Nonlinear Programming and Collocation // J. Guidance, Control, and Dynamics. 1987. V. 10. № 4. P. 338–342.

10. Fahroo F., Ross I. Direct Trajectory Optimization by a Chebyshev Pseudospectral Method // J. Guidance, Control, and Dynamics. 2002. V. 25. № 1. P. 160–166.

11. Sims J., Flanagan S. Preliminary Design of Low-thrust Interplanetary Missions // AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conf. Girdwood, Alaska, USA, 1999, Paper AAS 99-338. 9 p.

12. Белецкий В.В. О траекториях космических полетов с постоянным вектором реактивного ускорения // Космич. исслед. 1964. Т. 2. № 3. С. 408–413.

13. Lantoine G., Russell R. Complete Сlosed-form Solutions of the Stark Problem // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 2011. V. 109. № 4. P. 333–366.

14. Biscani F., Izzo D. The Stark Problem in the Weierstrassian Formalism // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2014. V. 439. № 1. P. 810–822.

15. Pellegrini E., Russell R., Vittaldev V. F and G Taylor Series Solutions to the Stark and Kepler Problems with Sundman Transformations // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 2014. V. 118. № 4. P. 355– 378.

16. Hatten N., Russell R. Comparison of Three Stark Problem Solution Techniques for the Bounded Case // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 2015. V. 121. № 1. P. 39–60.

17. Ильин В.А., Кузмак Г.Е. Оптимальные перелеты космических аппаратов с двигателями большой тяги. М.: Наука, 1976. 744 с.

18. JPL Planetary and Lunar Ephemerides. URL: https://ssd.jpl.nasa.gov/?planet\_eph\_export (дата обращения: 02.05.2018).

19. The Astronomical Almanac. URL: http://asa.hmnao.com/SecK/Section\_K.html (дата обращения: 02.05.2018).

20. Nocedal J., Wright S. Numerical optimization. N. Y.: Springer, 2006. 664 p.

21. UCSD/Stanford Optimization Software. URL: https://ccom.ucsd.edu/\textasciitilde optimizers/ (дата обращения: 02.05.2018).

22. Вычислительный комплекс K-60. URL: http://www.kiam.ru/MVS/resourses/k60.html (дата обращения: 02.05.2018).