ПРИНЦИПЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОРБИТАЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ «МИР» ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

© М.Ю.Беляев, Л.В.Масленников
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2001 г.

Орбитальный комплекс (ОК) «Мир» является многоцелевой космической лабораторией с обширной программой научных и прикладных исследований. Естественно, это вносит свои коррективы на проблему рационального использования его возможностей и ресурсов. В данной работе рассмотрены особенности оптимизации управления орбитальным комплексом «Мир» при проведении геофизических исследований. Приведены критерии качества по построению оптимальных ориентации и выбору оптимальных динамических схем полета орбитального комплекса с учетом ограничений со стороны его систем управления движением и энергообеспечения.

Основные принципы оптимизации управления ОК «Мир» при выполнении геофизических экспериментов могут быть сформулированы в следующем виде:

- найти такую пространственную ориентацию ОК, которая максимально удовлетворяет условиям проведения сеанса эксперимента, при ограниченном управляющем кинетическом моменте системы управления движением и гарантированном минимуме прихода необходимой солнечной электроэнергии в систему энергоснабжения комплекса;

- при невозможности подбора необходимой ориентации, определить параметры движения относительно центра масс ОК, оптимизирующих динамическую схему полета во время сеанса эксперимента таким образом, чтобы максимально удовлетворить условиям проведения эксперимента, насколько это возможно.

Исходя из данных принципов, задача оптимизации управления ОК при проведении сеансов эксперимента связана с нахождением компонент вектора управления, минимизирующих некоторый скалярный критерий качества при соблюдении ограничений со стороны системы управления движением и затрат энергоресурсов комплекса. Вид критерия качества вытекает непосредственно из условия достижения цели в сеансе эксперимента. В качестве параметров управления выбираются либо вектор конечного поворота, либо соответствующий ему нормированный кватернион, а также их производные по времени при реализации динамической схемы.