Preview

Мехатроника, автоматизация, управление

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Энергосберегающий алгоритм автоматического управления тягой двигателя на заключительном участке мягкой посадки на Луну

https://doi.org/10.17587/mau.20.180-188

Полный текст:

Аннотация

Обсуждается  энергосберегающий алгоритм  управления тягой  посадочного  двигателя на заключительном этапе посадки  космического аппарата (КА) от заданной  точки  зависания до точки  касания поверхности  Луны.  Возможность применения энергосберегающего  алгоритма, изначально не предназначенного для решения терминальных задач управления, можно  объяснить  наличием  в  структуре   алгоритма   вспомогательной  системы,  которая  обеспечивает достижение  заданных  параметров  движения за заданное  время. В предлагаемом  алгоритме  на заключительном участке  мягкой  посадки  на Луну КА рассматривается в виде материальной точки, движущейся  под действием  силы притяжения Луны и противоположно ей направленной по вертикали силы тяги посадочного  двигателя. Предполагается, что на всем интервале движения для формирования силы тяги двигателя проводятся  измерения вертикальной скорости  с использованием доплеровского  измерителя скорости  и измерения высоты с использованием многолучевого прибора  радиовертикали-высотомера.  При  проведении  расчетов  параметров  движения КА в соответствии с изложенным алгоритмом  в условиях действия гравитационного поля Луны на завершающем  участке  соприкосновения КА с ее поверхностью  возможно некоторое  перерегулирование, которое недопустимо.  Для исключения перерегулирования используется известный  подход: движение  рассматривается при  условии  отсутствия гравитационного поля Луны. В этом случае управление будет происходить  без перерегулирования, но для получения фактической тяги двигателя к вырабатываемому алгоритмом  сигналу управления необходимо на каждом шаге управления добавлять силу, противоположную  направлению действия силы притяжения КА Луной.  Проведено  математическое моделирование  работы алгоритма.   Результаты  моделирования  подтвердили  правомерность   изложенной   постановки  задачи  и  позволили найти  границу  применимости алгоритма:  для исключения варианта реверсирования тяги посадочного двигателя начальная высота  зависания КА должна  быть меньше 647 м. Алгоритм  может  быть также  применен  для управления автоматической посадкой  самолета  с вертикальным взлетом  и посадкой.

Об авторе

В. Ф. Петрищев
АО "Ракетно-космический центр "Прогресс"
Россия

Доктор технических наук, ведущий научный сотрудник.

Самара.



Список литературы

1. URL: www.ria.ru. Российская лунная программа.

2. Черток Б. Е. Ракеты и люди. К н. 2. М.: Машиностроение, 1999. 285 с.

3. Сапрыкин О. А., Соболевский В. Г., Фролов Р. С. Баллистическое решение задачи мягкой посадки космического аппарата на поверхность Луны при его спуске с круговой орбиты искусственного спутника // Космонавтика и ракетостроение. 2014. № 1 (74). С. 50—58.

4. Фомичев А. В., Ли Е. К. Аналитический алгоритм терминального управления пространственным движением КА при посадке на поверхность Луны // Мехатроника, автоматизация, управление, 2017. Т. 18, № 6. С. 423—431.

5. Петрищев В. Ф. Энергосберегающее управление объектами ракетно-космической техники // Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2017, 140 с.

6. Петрищев В. Ф. Энергосберегающий алгоритм автоматического управления принудительной посадкой пассажирского самолета. Часть I // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19, № 11. С. 725—733.

7. Петрищев В. Ф. Энергосберегающий алгоритм автоматического управления принудительной посадкой пассажирского самолета. Часть II // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19, № 12. С. 788—796.

8. Егоров В. В. Доплеровские радары посадки космических аппаратов на Луну и планеты Солнечной системы // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9, № 2. С. 145—151.

9. Петрищев В. Ф. Энергосберегающее управление плоскостными параметрами геостационарного космического аппарата с помощью двигателей малой регулируемой тяги // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 12. С. 855—862.

10. Разыграев А. П. Основы управления полетом космических аппаратов: учеб. пособие для втузов. М.: Машиностроение, 1990. 476 с.


Для цитирования:


Петрищев В.Ф. Энергосберегающий алгоритм автоматического управления тягой двигателя на заключительном участке мягкой посадки на Луну. Мехатроника, автоматизация, управление. 2019;20(3):180-188. https://doi.org/10.17587/mau.20.180-188

For citation:


Petrishchev V.F. Power-Efficient Algorithm of Controlling the Engine Thrust at the Final Phase of Soft Moon Landing. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2019;20(3):180-188. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.20.180-188

Просмотров: 93


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)