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配备反作用轮和气体喷射推进器的航天器的切换时间最优控制。 (英语) 兹伯利1388.49043

摘要:本文研究了装有反作用轮和气体喷射推进器的刚性航天器的时间最优控制问题,其中反作用轮是主要执行器,气体喷射推力器仅在反作用轮饱和或防止反作用轮未来饱和后才起作用。假设控制力矩是围绕航天器主轴产生的。反作用轮和推进器的存在为每个轴提供了两种操作模式。由于该系统可以改变动力学,因此可以将其视为切换动力学系统。采用嵌入方法解决了该系统的时间最优控制问题。利用这种技术,将切换系统嵌入到一组较大的系统中,并在后者中描述最优控制问题。该技术的主要优点是不需要关于开关数量的假设、不必引入整数或二进制变量来对模式之间的切换决策进行建模,在不引入模态切换时间作为最优控制问题未知量的情况下,得到了模态切换时间的最优值。因此,由此产生的问题是一个经典的最优控制问题。通过初始状态的传播,验证了所得解的可行性。通过检查是否符合庞特里亚金最大值原理,验证了所得解的最优性。

MSC公司:

49N90型 最优控制和微分对策的应用
49公里15 常微分方程问题的最优性条件
70第05页 可变质量,火箭
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