روش کنترل بهینه برای تعیین مسیر بهینه موشک ماهواره‌بر، برپایه جرم بار محموله ماکزیمم

نویسندگان

چکیده

در این مقاله به یافتن مسیر بهینه موشک ماهواره‌بر با هدف بیشینه‌سازی بار محموله پرداخته شده‌است. در ابتدا به مدل‌سازی کامل حرکت موشک پرداخته می‌شود که شامل؛ مدل‌سازی محیط، اتمسفر، جاذبه و شکل زمین، مدل‌سازی جرمی، مدل‌سازی معادلات حرکت و در نهایت مدل‌سازی ضرایب آیرودینامیکی موشک است.سپس مراحل تدوین یک روش طراحی بهینه به‌کمک تئوری کنترل بهینه شرح داده‌ می‌شود. با استفاده از حساب تغییرات، مدل‌سازی ریاضی مسائل بهینه‌سازی، منجر به خلق یک مساله شرایط مرزی دو نقطه‌ای مجزا می‌شود و برای حل آن‌ از روش‌های عددی و از جمله روش سریع‌ترین سقوط استفاده می‌شود. در نهایت نرم‌افزاری تهیه شده‌است که در آن با استفاده از روش غیرمستقیم کنترل بهینه و حل عددی سریع‌ترین سقوط، مسیر بهینه موشک ماهواره‌بر، تعیین می‌‌شود. یکی از شرایط جالب توجه در این مقاله، آن است که تعدادی از متغیرها هم به‌عنوان متغیر حالت و هم کنترل ظاهر شده‌اند. بنابراین در این‌جا متغیرهای حالت به دو دسته متغیرهای حالت کند، شامل متغیرهایی که فقط متغیر حالت‌اند و متغیرهای حالت سریع شامل متغیرهایی که هم متغیر حالت و هم متغیر کنترلی‌اند، تقسیم می‌شوند. حل این نوع مساله کنترل بهینه در این مقاله ارائه شده‌است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal Control Procedure for Calculating a Typical Lunch Vehicle Trajectory Based on Maximizing Payload

نویسندگان [English]

  • صدیقه شاه‌میرزائی جشوقانی
  • مهران نصرت‌اللهی
چکیده [English]

In this research optimal trajectory of lunch vehicle based on maximizing payload is being attended. At first, motion of missile concluding modeling of environment, atmosphere, gravity, mass, motion equations and aerodynamic coefficients would be simulated. Then procedure of an optimized design by using optimal control theory would be described. Applying variational calculus and mathematical modeling of optimization problems would lead project to a two point boundary condition problem which would be solved by numerical solutions such as steepest descent. At last a code would be generated in which optimal trajectory of missile calculated by using indirect optimal control and

steepest descent numerical solution. An interesting point in this article is that some variables are used both as state and control variables. Hence state control variables here are divided to two groups, slow state variables concluding ones which are only state variables, and fast state variables concluding ones which are both state variables and control variables simultaneously. Solution for such control problems is described here.

کلیدواژه‌ها [English]

  • optimal control theory
  • multi stage lunch vehicle
  • Pitch program
  • fast state variable
  • slow state variable