DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0023.2018.44.01

ПАРАМЕТРИЧНИЙ СИНТЕЗ СТАБІЛІЗАТОРА КОСМІЧНОЇ СТУПЕНІ С5М РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-3» НА АКТИВНІЙ ДІЛЯНЦІ ТРАЄКТОРІЇ

Tetiana Yevhenivna Aleksandrova, Iryna Vitaliivna Kostianyk

Анотація


Розглядається задача вибору чисельних значень варійованих параметрів стабілізатора космічного ступеня С5М ракети-носія «Циклон-3» на активній ділянці траєкторії. В даний час для вирішення задач параметричного синтезу аналогових і цифрових регуляторів нестаціонарних динамічних об'єктів використовується метод «заморожених коефіцієнтів», відповідно до якого активна ділянка траєкторії польоту розбива­ється на окремі ділянки, на кожному з яких масові, інерційні і геометричні характеристики ступеню вважаються незмінними, іншими сло­вами, в кожен окремий момент часу вважаються незмінними значення змінних в часі коефіцієнтів математичної моделі збуреного руху ступеня, а також значення сил, що обурюють і моментів, що діють на ступінь. Передбачається, що стійкість ступеню в кожен окремий мо­мент активної ділянки польоту забезпечує стійкість польоту на активній ділянці в цілому. Даний метод, по-перше, не має строгого матема­тичного обґрунтування і, по-друге, не в змозі забезпечити безперервно зростаючих вимог до точності регуляторів. Викладений в цій статті метод параметричного синтезу регуляторів нестаціонарних об'єктів заснований на знаходженні значень варійованих параметрів регулятора, що доставляють мінімум інтегрального квадратичного функціоналу, який обчислюється на рішеннях математичної моделі замкнутої сис­теми управління. При цьому алгоритм параметричного синтезу включає цілеспрямований вибір вагових коефіцієнтів функціонала, а пошук мінімуму функціоналу здійснюється за допомогою програмного продукту Optimization Toolbox в середовищі MATLAB або продукту Minimize в середовищі MATHCAD. Запропонований метод параметричного синтезу стабілізатора дозволяє підвищити швидкодію замкнутої системи стабілізації і істотно знизити статичну помилку бокового зміщення центру мас. Проведено порівняльне дослідження процесів стабілізації космічної ступені С5М ракети-носія «Циклон-3» зі штатним стабілізатором і стабілізатором, синтезованим за допомогою запро­понованого методу, яке призводить до висновку про істотне підвищення точності стабілізації космічної ступені при використанні викладе­ного методу параметричного синтезу.

Ключові слова


космічна ступінь ракети-носія; активна ділянка польоту; метод «заморожених коефіцієнтів»; параметричний синтез стабілізатора; адитивний інтегральний квадратичний функціонал

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Igdalov I. M., Kuchma L. D., Polyakov N. V., Sheptun Yu. D. Raketa kak ob’yekt upravleniya [Rocket as an object of control]. Dnepropetrovsk, ART-PRESS Publ., 2004. 544 p.

Aleksandrova T. E., Kostyanyk I. V. K zadache parametrycheskoho synteza stabylyzatora nestatsyonarnoho ob’ekta [On the problem of parametric synthesis of a stabilizer of a non-stationary object]. Visnyk NTU «KHPI». Seriya: Transportne mashynobuduvannya [Bulletin of the NTU "KhPI". Series: Transport engineering]. Khar’kov, NTU «KhPI» Publ., 2018, no. 29(1301), pp. 3–6.

Kotovich V. I. NPP «Khartron-Arkos». Khronika dat i sobytiy 1959–2012 gg [NPP "Hartron-Arkos". Chronicle of dates and events 1959 - 2012]. Khar’kov, Khartron–Arkos Publ., 2012. 259 p.

Igdalov I. M., Kuchma L. D., Polyakov N. V., Sheptun Yu. D. Dinamicheskoye proyektirovaniye raket [Dynamic design of rockets]. Dnepropetrovsk, DGU Publ., 2010. 264 p.

Aleksandrova T. E. O yedinstvennosti resheniya zadachi parametricheskogo sinteza lineynoy dinamicheskoy sistemy s integral'nym kvadratichnym kriteriyem optimal'nosti [On the uniqueness of the solution of the problem of parametric synthesis of a linear dynamical system with an integral quadratic optimality criterion]. Sistemi obrobki ínformatsíí̈ [Processing Systems Information]. Khar'kov, KHUPS Publ., 2013, issue 7(114), pp. 116–120.

Aleksandrov Ye. Ye., Kozlov E. P., Kuznyeczov B. I. Avtomatychne keruvannya ruhomymy obyektamy i tehnologichnymy procesamy. Tom 2. Avtomatychne keruvannya ruhom litalnyh aparativ [Automatic control of moving objects and technological processes. Volume 2. Automatic control of the movement of aircraft]. Kharkiv, NTU «KhPI», 2006. 528 p.

Ayzenberg YA. Ye., Sukhorebryy V. G. Proyektirovaniye sistem stabilizatsii nositeley kosmicheskikh apparatov [Designing systems for stabilization of spacecraft carriers]. M.: Mashinostroyeniye Publ., 1986. 224 p.

Kuntsevich V. M. Upravlenie v usloviyah neopredelennosti: garantirovannyie rezultatyi v zadachah upravleniya i identifikatsii [Management under uncertainty: guaranteed results in management and identification tasks]. K, Naukova dumka, 2006. 264 p.

Aleksandrov E. E., Aleksandrova T. E. Vyibor optimiziruemogo funktsionala v zadachah parametricheskogo sinteza sistem stabilizatsii [Selection of an optimized functional in problems of parametric synthesis of stabilization systems]. Artilleriyskoe i strelkovoe vooruzhenie [Artillery and small arms]. 2004, no. 2, pp. 23–26.

Rabinovich B. I. Vvedeniye v dinamiku raket-nositeley kosmicheskikh apparatov [Introduction to the dynamics of launch vehicles of spacecraft]. M.: Mashinostroyeniye Publ., 1975. 274 p.

Ihdalov Y. M., Kuchma L. D., Polyakov M. V., Sheptun YU. D. Rakety-nosiyi i kosmichni stupeni raket yak obʺyekty keruvannya [Rocket carriers and space stages of missiles as objects of control]. Dnipropetrovsʹk: ART-PRESS Publ., 2004. 564 p.

Kolesnikov K. S. Dinamika raket [Dynamics of rockets]. M.: Mashinostroyeniye Publ., 1980. 376 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ