کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8055671 1519909 2018 41 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Hybrid switched time-optimal control of underactuated spacecraft
ترجمه فارسی عنوان
هیبرید کنترل زمان بهینه فضاپیمای تحت فشار را تغییر داد
کلمات کلیدی
فضاپیمای زیرزمینی، اعمال هیبریدی، سیستم های سوئیچ، کنترل زمان بهینه کنترل شده جاسازی شده،
ترجمه چکیده
در این مقاله، مسئله کنترل زمان بهینه برای یک فضاپیمای سفت و سخت و غیرمجاز مجهز به هر دو چرخ واکنش و جت های جت است که گشتاور کنترل را در مورد دو محور اصلی فضاپیما ایجاد می کند. از آنجایی که یک فضاپیما مجهز به دو چرخ واکنش قابل کنترل نیست، در حالی که یک فضاپیما مجهز به دو موتور جت گاز قابل کنترل است، این عملکرد مخلوط کنترل را در مورد که در آن یکی از محورهای کنترل غیر فعال است، تضمین می کند. یک منطق کنترل جدید برای این عملکرد هیبریدی پیشنهاد شده است که در آن چرخ های واکنش، محرک اصلی هستند و جت های جت موتور فقط پس از اشباع یا پیش بینی اشباع بعدی چرخ های واکنش عمل می کنند. حضور هر دو چرخ واکنش و موتورهای جت موتور به دو حالت عملیاتی برای هر محور محرکه می انجامد و در نتیجه فضاپیما می تواند به عنوان یک سیستم دینامیکی سوئیچ در نظر گرفته شود. مشکل کنترل زمان بهینه برای این سیستم با استفاده از روش به اصطلاح جاسازی شده اصلاح می شود و مشکل در نتیجه یک مسئله کنترل بهینه کلاسیک است. مزایای اصلی این تکنیک این است که متغیرهای عددی یا دوتایی برای معرفی مدل تصمیم گیری سوئیچ بین حالت ها معرفی نمی شوند و فرضیه هایی درباره تعداد سوئیچ ها ضروری نیستند. در این مقاله نشان داده شده است که این روش کلی برای حل مشکلات کنترل بهینه برای سیستم های دینامیکی سوئیچ می تواند به طور موثر با کنترل زمان بهینه از یک فضاپیمای سفت و سخت در معرض مقابله با محدودیت های محدود شده بر گشتاور محرک ها و بر روی حرکت زاویه ای چرخ های واکنش در نظر گرفته می شوند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
پیش نمایش مقاله
هیبرید کنترل زمان بهینه فضاپیمای تحت فشار را تغییر داد
چکیده انگلیسی
This paper studies the time-optimal control problem for an underactuated rigid spacecraft equipped with both reaction wheels and gas jet thrusters that generate control torques about two of the principal axes of the spacecraft. Since a spacecraft equipped with two reaction wheels is not controllable, whereas a spacecraft equipped with two gas jet thrusters is controllable, this mixed actuation ensures controllability in the case in which one of the control axes is unactuated. A novel control logic is proposed for this hybrid actuation in which the reaction wheels are the main actuators and the gas jet thrusters act only after saturation or anticipating future saturation of the reaction wheels. The presence of both reaction wheels and gas jet thrusters gives rise to two operating modes for each actuated axis and therefore the spacecraft can be regarded as a switched dynamical system. The time-optimal control problem for this system is reformulated using the so-called embedding technique and the resulting problem is a classical optimal control problem. The main advantages of this technique are that integer or binary variables do not have to be introduced to model switching decisions between modes and that assumptions about the number of switches are not necessary. It is shown in this paper that this general method for the solution of optimal control problems for switched dynamical systems can efficiently deal with time-optimal control of an underactuated rigid spacecraft in which bound constraints on the torque of the actuators and on the angular momentum of the reaction wheels are taken into account.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Astronautica - Volume 145, April 2018, Pages 456-470
نویسندگان
, ,