طراحی مسیر بهینه برای فرود نرم بر روی ماه با استفاده از همواری دیفرانسیلی | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 3, Volume 17, Issue 10, 1396, Pages 9-19 PDF (963.9 K) | ||
| Author | ||
| رضا جمیل نیا* | ||
| عضو هیات علمی دانشکده فنی دانشگاه گیلان | ||
| Abstract | ||
| در این مقاله، مسیرهای بهینه فرود نرم بر روی ماه براساس راهبردهای متفاوت فرود، طراحی میگردند. برای این منظور، مسئله فرود نرم در قالب یک مسئله کنترل بهینه و براساس کمینه کردن مصرف سوخت، تعریف شده و با یک روش مستقیم ترکیبی حل میگردد. روش حل استفاده شده در این مقاله، ترکیبی از روشهای همنشانی مستقیم، برنامهریزی غیرخطی، همواری دیفرانسیلی و منحنیهای بیاسپیلاین میباشد. در این روش، با استفاده از همواری دیفرانسیلی، معادلات دینامیکی فرود در کمترین فضای ابعادی ممکن و با حداقل تعداد متغیرهای حالت بیان میگردند. همچنین، متغیرهای حالت با منحنیهای بیاسپیلاین مناسب تقریب زده شده و نقاط کنترل این منحنیها، به عنوان متغیرهای بهینهسازی مسئله برنامهریزی غیرخطی در نظر گرفته میشوند. با استفاده همزمان از همواری دیفرانسیلی و منحنیهای بیاسپیلاین، تعداد متغیرها و قیود مسئله کنترل بهینه به میزان قابل توجهی کاهش مییابد و مسئله کنترل بهینه، با سرعت و دقت بالایی حل میگردد. در این مقاله، سه راهبرد مختلف برای فرود نرم بر روی ماه بررسی میشوند. این راهبردها براساس فرود مستقیم یا غیرمستقیم از مدار استقرار و نیز تفکیک مراحل ترمز افقی و نزول عمودی تعریف میگردند. با توجه به مسیرهای بهینه بدست آمده، میتوان نتیجه گرفت که با فرود غیرمستقیم از طریق یک مدار واسط، وسیله فضایی میتواند با مصرف سوخت کمینه ای بر روی ماه فرود آید. همچنین، با تفکیک مراحل ترمز افقی و نزول عمودی، می توان مسیر فرود کاربردی تری را بدست آورد. | ||
| Keywords | ||
| بهینه‎ های بی‎ اسپیلاین | ||
|
Statistics Article View: 321 PDF Download: 426 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,171 |
| Number of Articles | 24,674 |
| Article View | 24,467,322 |
| PDF Download | 17,562,249 |