کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8057909 1520059 2018 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Inverse dynamics particle swarm optimization applied to constrained minimum-time maneuvers using reaction wheels
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی ذرات دینامیکی معکوس با استفاده از مانورهای کمترین زمان با استفاده از چرخ های واکنش اعمال می شود
کلمات کلیدی
چرخ های واکنش کنترل بهینه، مانورهای خلوت دینامیک معکوس، بهینه سازی ذرات ذرات،
ترجمه چکیده
این مقاله با مسئله مانورهای تجدید نظر فضاپیما بهینه با استفاده از چرخ های واکنش، با محدودیت های مرزی و مسیر، مورد بررسی قرار می گیرد. هنگام جستجو برای راه حل هایی برای مشکلات کنترل نگرش بهینه، فضاپیما به راحتی می تواند به عنوان کنترل شده توسط گشتاور های خارجی کنترل شود. با این حال، هنگام استفاده از محرک ها مانند چرخ های واکنش، باید حفظ محدوده زاویه ای کامل را در نظر گرفت و دینامیک چرخ باید شامل شود. مانور در حالت استراحت در نظر گرفته شده است که در آن حسگر نوری را نمی توان در معرض نورهایی از نور، مانند زمین، خورشید و ماه قرار داد. حرکت باید محدود شود تا مانع از ورود محور سنسور به مخروط های ثابت نگه داشته شود. راه حل حداقل زمان با استفاده از روش بهینه سازی ذرات دینامیک معکوس پیشنهاد شده است. نگرش و سینماتیک ماهواره تکامل یافته است، که منجر به دستیابی موفقیت آمیز کنترل ورودی چرخ ها از طریق یکپارچگی عددی ثابت می شود. نتایج عددی در مورد سناریوهای مختلف ارزیابی می شود. ثابت شده است که محاسبه حداقل مانورهای زمان با روش پیشنهادی منجر به راه حل های نزدیک به مطلوب می شود که به طور کامل تمام محدودیت های مرزی و مسیر را برآورده می کند. توانایی همگام شدن در انواع مختلف سناریوها همیشه نیاز به یک تلاش محاسباتی مشابه روش پیشنهادی را به عنوان یک برنامه ریزی کننده آینده در دسترس در اختیار قرار می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
پیش نمایش مقاله
بهینه سازی ذرات دینامیکی معکوس با استفاده از مانورهای کمترین زمان با استفاده از چرخ های واکنش اعمال می شود
چکیده انگلیسی
The paper deals with the problem of time-optimal spacecraft reorientation maneuvers by means of reaction wheels, with boundary and path constraints. When searching for solutions to optimal attitude-control problems, spacecraft can be easily modeled as controlled by external torques. However, when using actuators such as reaction wheels, conservation of the total angular momentum must be taken into account and the wheel dynamics must be included. A rest-to-rest slew maneuver is considered where an optical sensor cannot be exposed to sources of bright light such as the Earth, the Sun and the Moon. The motion must be constrained to prevent the sensor axis from entering into established keep-out cones. The minimum-time solution is proposed using the Inverse Dynamics Particle Swarm Optimization technique. The attitude and the kinematics of the satellite evolve, leading to the successive attainment of the wheel control input via fixed-step numerical integration. Numerical results are evaluated over different scenarios. It is established that the computation of minimum time maneuvers with the proposed technique leads to near optimal solutions, which fully satisfy all the boundary and path constraints. The ability to converge in a variety of different scenarios always requiring the same computational effort characterizes the proposed technique as a feasible future on-board path-planner.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Aerospace Science and Technology - Volume 75, April 2018, Pages 1-12
نویسندگان
, , ,