ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ КОРРЕКЦИИ С ОГРАНИЧЕННОЙ ТЯГОЙ ПРИ ФАЗОМОДУЛЯЦИОННОМ УПРАВЛЕНИИ ОРБИТОЙ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Чэнь Лун

Введение. В статье исследуется проблема оптимизации алгоритма дифференциальной коррекции орбит космических аппаратов (КА) с ограниченной тягой при фазомодуляционном управлении. Цель работы - разработать усовершенствованный метод коррекции орбиты КА, обеспечивающий повышение точности выведения на целевую орбиту при минимизации энергозатрат. Для достижения поставленной цели решаются задачи: 1) моделирование динамики движения КА с учетом возмущающих факторов; 2) синтез оптимального закона фазомодуляционного управления тягой; 3) анализ сходимости и устойчивости предложенного алгоритма. Методы. Используется аппарат теории оптимального управления, методы математического моделирования, аналитического конструирования регуляторов, а также численные методы расчета траекторий. Эмпирической базой служат натурные измерения параметров орбит нескольких КА, подвергнутых коррекции по стандартной методике. Характеристики возмущающих воздействий генерируются на основе статистических моделей верхней атмосферы. Результаты. Разработан новый алгоритм дифференциальной коррекции, сочетающий принципы фазомодуляционного управления и оптимизации расходования рабочего тела двигателей малой тяги. Проведено сравнение динамических и точностных характеристик предлагаемого и традиционного алгоритмов в различных условиях. Доказана асимптотическая устойчивость синтезированного закона управления при вариациях параметров орбиты и ограниченности тяги. Обсуждение. Полученные результаты имеют практическую ценность для повышения эффективности коррекции орбит существующих и перспективных КА. Развитый подход может быть распространен на класс адаптивных алгоритмов коррекции с идентификацией параметров движения в режиме реального времени. Дальнейшие исследования целесообразно направить на оптимизацию процедур расчета управляющих воздействий в бортовом компьютере КА.

Ключевые слова:космический аппарат, коррекция орбиты, фазомодуляционное управление, дифференциальный алгоритм, ограниченная тяга, оптимизация, устойчивость