Вероятностно-гарантирующий анализ и оптимизация наведения Солнечного зонда

• Автор: Тычинский, Юрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с.

РЕФЕРАТ
Диссертация содержит 147 страниц текста, 19 рисунков, 2 таблицы, 48 источников.
МЕЖПЛАНЕТНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, ТРАЕКТОРИЯ, ВОЗМУЩЕНИЯ, ТОЧНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИ, СТРАТЕЕИЯ НАВЕДЕНИЯ, ТРАЕКТОРНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ, КОРРЕКЦИЯ, АПРИОРНЫЙ АНАЛИЗ, СТОХАСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ОГРАНИЧЕННО НЕОПРЕДЕЛЕННАЯ МОДЕЛЬ, ПРЯМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОЛНЦА, СОЛНЕЧНЫЙ ЗОНД, ГРАВИТАЦИОННЫЙ МАНЕВР.
Объект исследований: возмущенная корректируемая траектория
Солнечного зонда.
Цель работы: оценка точностных и энергетических показателей качества наведения Солнечного зонда, а также оптимизация плана коррекций и алгоритма их расчета. Критерием оптимальности является запас топлива на коррекции, обеспечивающий выполнение точностных ограничений с вероятностью не меньшей заданной.
Основные особенности: учет стохастических, ограниченно
неопределенных и комбинированных возмущений; аналитические оценки показателей качества наведения; моделирование непрерывного возмущающего процесса; учет аддитивных и мультипликативных, продольных и боковых ошибок исполнения коррекций.
Степень внедрения: разработанная методика, программное обеспечение, численные результаты исследования наведения Солнечного зонда и рекомендации по его улучшению использованы в научно-исследовательской работе, проводимой НПО им. С.А. Лавочкина по заказу РКА в рамках международного проекта «Пламя» и российского проекта «Солнечный зонд».

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ АНАЛИЗА И ОПТИМИЗАЦИИ
НАВЕДЕНИЯ МЕЖПЛАНЕТНОГО КА
§1.1. Модель процесса наведения
1.1.1. Модель движения
1.1.2. Модель измерений
1.1.3. Стратегия наведения
1.1.4. Модель возмущений
1.1.5. Показатели качества реализации наведения
§ 1.2. Постановка задачи оптимизации
§ 1.3. Выводы к главе
ГЛАВА II МЕТОДИКА АНАЛИЗА И ОПТИМИЗАЦИИ НАВЕДЕНИЯ
МЕЖПЛАНЕТНОГО КА
§ 2.1. Общая схема решения
§ 2.2. Анализ качества наведения
2.2.1. Эквивалентная задача
2.2.2. Запись модели процесса наведения в статическом виде
2.2.3. Оценка показателей качества наведения при стохастических возмущениях
2.2.4. Учет неопределенности функции распределения возмущений

2.2.5. Учет ошибок исполнения коррекций, характерных для
межпланетного КА
§ 2.3. Оптимизация параметров стратегии наведения
2.3.1. Расчет матриц обратной связи
2.3.2. Оптимизация количества и моментов проведения коррекций
§ 2.4. Программное обеспечение для анализа и оптимизации наведения межпланетного КА
2.4.1. Общая характеристика программного обеспечения
2.4.2. Основные методы библиотеки
2.4.3. Основные типы данных библиотеки
§ 2.5. Выводы к главе II
ГЛАВА 111 ОПТИМИЗАЦИЯ НАВЕДЕНИЯ СОЛНЕЧНОГО ЗОНДА
§ 3.1. Исходные данные и требования к наведению Солнечного зонда
3.1.1. Параметры номинальной траектории
3.1.2. Характеристики разбросов возмущающих факторов
3.1.3. Показатели качества наведения и ограничения
§ 3.2. Конкретизация модели наведения Солнечного зонда
3.2.1. Модель движения
3.2.2. Модель измерений
3.2.3. Расчет терминальных и корректируемых параметров
§ 3.3. Анализ результатов оптимизации наведения Солнечного зонда
3.3.1. Одна коррекция
3.3.2. Две коррекции

ГЛАВА II
МЕТОДИКА АНАЛИЗА И ОПТИМИЗАЦИИ НАВЕДЕНИЯ МЕЖПЛАНЕТНОГО КА
В данной главе рассматривается методика оптимизации наведения межпланетного КА. Методика основана на обобщенном минимаксном подходе [20], суть которого заключается в переходе от исходной вероятностной задачи к эквивалентной минимаксной. Этот подход был выбран по той основной причине, что он позволяет однотипно учитывать как стохастические, так и неопределенные возмущающие факторы, которые присутствуют в постановке рассматриваемой задачи. Эквивалентная минимаксная задача разделяется на внутреннюю подзадачу анализа (оценки показателей качества при фиксированных параметрах управления) и внешнюю задачу оптимизации параметров управления. Для подзадачи анализа разработаны аналитические и численные оценки сверху показателей качества наведения. Внешняя задача оптимизации в свою очередь разделяется на задачу расчета матриц обратной связи линейного закона управления и задачу оптимизации плана коррекций. Первая из них решается приближенно аналитически, а для второй разрабатывается численный алгоритм решения. В отдельном параграфе описывается программное обеспечение, реализующее разработанную методику.
Как и в предыдущей главе, все выкладки проводятся при достаточно общих предположениях, в связи с чем представленная методика пригодна для исследования наведения практически любого межпланетного КА, а не только Солнечного зонда.