نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسنده

• ایمان شفیعی نژاد

استادیار پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

چکیده

هدف در این پژوهش، بهینه‌سازی مسیر یک فضاپیما‌ی تراست‌-کم حامل محموله‌ی زیستی است. کاهش تنش‌های تشعشعی کمربند ون‌آلن، معیار بهینگی مسئله کنترل بهینه انتقال مداری از مدارهای پایین به بالا است. از آنجایی که معیار کمترین تنش تشعشعی معرفی شده در این مقاله جزو معیارهای بهینگی مرسوم نیست، حل مسئله کنترل بهینه فوق پیچیده خواهد بود و از روش بهینه‌سازی زنبورعسل استفاده شده است. بهینه‌سازی مسیر در این مقاله، به کمک بازنویسی معادلات حرکت بر اساس متغیر کنترلی و حل دستگاه معادلات جدید حرکتی با کمک بهینه‌سازی زنبور عسل است. مزیت اصلی روش به کار گرفته شده در این مقاله، استفاده از تئوری کنترل بهینه و روش‌های بهینه‌سازی مبتنی بر جمعیت با رویکرد سراسری است. در روش نوین ارائه شده به واسطه باز تعریف دستگاه معادلات دیفرانسیل مسئله کنترل بهینه ساده شده و نتایج حاصل، نشان از دقت و سهولت حل ارائه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده در مقایسه معیار بهینه کمترین زمان و کمترین تنش تشعشعی مطرح در این مقاله، معیار کمترین تشعشع سبب افزایش%8.89 در زمان انتقال می‌شود. اما از طرف دیگر، سبب کاهش دریافت تشعشعات مغناطیسی خواهد شد که این مسئله در انتقال مداری‌های بالا حائز اهمیت است.

کلیدواژه‌ها

• کنترل بهینه
• تراست کم
• بهینه‌سازی زنبور عسل
• تنش‌های تشعشعی
• ون‌آلن

موضوعات

• علوم و اکتشافات فضایی

عنوان مقاله [English]

Spacecraft Trajectory Design Regarding Van Allen Belts by Honey Bee Optimisation Algorithm

نویسنده [English]

• Iman Shafieenejad

Assistant Professor, Aerospace Research Institute, Ministry of Science , Research and Technology, Tehran, Iran

چکیده [English]

The aim of this research is to optimize the trajectory of a low-trust spacecraft carrying biological cargo. Reducing the radiation stresses of the Van Allen belt is the optimal criterion of the optimal control problem of the orbital transfer from the low orbits to the high orbits. Since the minimum radiation stress criterion introduced in this article is not among the conventional optimality criteria, solving the above optimal control problem will be complicated and the honey bee optimization method has been used. The optimization of the path in this article is done by rewriting the motion equations based on the control variable and solving the new motion equations with the help of bee optimization. The main advantage of the method used in this problem is the use of optimal control theory and population-based optimization methods with a global approach. In the presented new method, the optimal control problem is simplified by redefining the differential equation system, and the results show the accuracy and ease of solution. Results of the optimal criterion of the minimum time and the minimum radiation stresses presented in this article, the criterion of the minimum radiation causes an increase of 8.89% in the transfer time.

کلیدواژه‌ها [English]

• Optimal control
• Low thrust
• Artificial bee colony Optimization
• Radiation stresses
• Van Allen