РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОГО АЛГОРИТМА ОТКАЗОУСТОЙЧИВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАЕКТОРНЫМ ОТСЛЕЖИВАНИЕМ СПУСКАЕМЫМ АППАРАТОМ ТИПА НЕСУЩИЙ КОРПУС

У Чжэнцзе, Лян Гаоюй

В статье представлена разработка адаптивного алгоритма для отказоустойчивой системы автоматического управления траекторией спускаемого аппарата (СА) типа несущий корпус в условиях частичного или полного отказа двигателей. Актуальность исследования обусловлена отсутствием методов, способных одновременно обеспечивать высокую точность управления, устойчивость при полной потере тяги и работу в реальном времени на бортовых вычислителях. Предложен гибридный подход, основанный на сочетании линейно-квадратичного регулятора (ЛКР) и генетического алгоритма (ГА), который автоматически перенастраивает параметры регулятора при изменении тяги, минимизируя отклонения от опорной траектории. Математическая модель СА включает систему нелинейных дифференциальных уравнений движения центра масс с учётом аэродинамических сил и факторов отказа двигателей. Для линеаризации модели использовано разложение в ряд Тейлора, а оптимизация весовых матриц ЛКР выполнена с помощью ГА, что позволило достичь баланса между точностью управления и энергозатратами. Результаты моделирования в MATLAB показали, что предложенная система позволяет снизить отклонение по высоте на 60%, а по скоростным углам тангажа — на 85% по сравнению с системой разомкнутого управления. Практическая ценность исследования подтверждается возможностью интеграции разработанного алгоритма в существующие системы управления и повышением надёжности многоразовых космических аппаратов.

Ключевые слова:отказоустойчивое управление, спускаемый аппарат типа несущий корпус, линейно-квадратичный регулятор, генетический алгоритм, отказ двигателей