Архив номеров

Исследуются вопросы оптимального управления кинетическим моментом твердого тела (например, космического аппарата) во время маневра переориентации из произвольного начального в заданное конечное угловое положение с учетом требований к энергетике вращения. Получено аналитическое решение задачи оптимального управления переориентацией твердого тела. Представлены формализованные уравнения и даны расчетные выражения для построения оптимальной программы управления. Задача управления разворотом решена с учетом ограничений на управляющие моменты. Найдена аналитическая зависимость между временем разворота и максимальной энергией вращения. Момент начала торможения определяется по фактическим параметрам движения (кватерниону рассогласования и кинетическому моменту), исходя из принципов терминального управления (используются информация об угловом положении и измерения угловой скорости). Созданные алгоритмы управления позволяют совершать развороты за заданное время с минимальной энергией вращения. Для динамически симметричного твердого тела поставленная задача управления решается до конца – получены зависимости, как явные функции времени, для управляющих переменных и соотношения для расчета ключевых параметров закона управления кинетическим моментом. Приведены численный пример и результаты математического моделирования движения космического аппарата при оптимальном управлении, которые демонстрируют практическую реализуемость разработанных алгоритмов управления ориентацией.