ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 621.002.56

Технічна механіка, 2018, 2, 44 - 59

СПІЛЬНЕ ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ ВИПАДКОВОГО ПОШУКУ З ГРАДІЄНТНИМИ МЕТОДАМИ ОПТИМІЗАЦІЇ ПРОЕКТНИХ ПАРАМЕТРІВ І ПРОГРАМ КЕРУВАННЯ РАКЕТНИМ ОБ'ЄКТОМ

Сєнькін В. С., Сюткіна-Доронина С. В.

Сєнькін В. С.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

Сюткіна-Доронина С. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

      Мета статті – розробка методичного забезпечення для оптимізації на початковому етапі проектування основних характеристик керованого об'єкта (КО) з маршовим ракетним двигуном на твердому паливі, що включає формалізацію комплексної задачі спільної оптимізації проектних параметрів, параметрів траєкторії і програм керування рухом КО, який може здійснювати політ по балістичній, аеробалістичній або комбінованій траєкторіях. Задачу сформульовано як задачу теорії оптимального керування з обмеженнями у вигляді рівностей і диференціальних зв'язків. До складу параметрів, які оптимізуються, включені проектні параметри КО, параметри, що визначають програми керування рухом КО на різних ділянках траєкторії. Запропоновано підхід до формування програм керування КО у вигляді поліномів, що дозволяє звести задачу теорії оптимального управління до задачі нелінійного математичного програмування. Про-ведено огляд методів оптимізації та виконано порівняльний аналіз методів випадкового пошуку з градієн-тними методами. Показано доцільність застосування на першому етапі генетичного алгоритму випадкового пошуку, за допомогою якого проводиться швидке і повне дослідження всього простору пошуку оптимального розв’язку і знаходиться розв’язок, найбільш наближений до глобального оптимуму цільового функціоналу. Потім на наступному етапі пропонується використовувати градієнтний метод покоординатного спуску в околиці знайденого на першому етапі розв’язку для знаходження глобального оптимуму цільового функціоналу. Запропоновано підхід для розв’язання сформульованої задачі, що дозволяє з необхідною для проектних досліджень точністю визначати оптимальні в заданому класі функцій програми керування рухом і раціональні значення проектних параметрів КО. Наведені алгоритми, що використані для оптимізації проектних параметрів, параметрів траєкторії і програм керування КО, можуть використовуватися проектними організаціями на початковому етапі проектування об'єктів ракетно-космічної техніки різного призначення.

керований об'єкт, маршовий ракетний двигун на твердому паливі, початковий етап проектування, проектні параметри, програми керування рухом, цільовий функціонал, оптимізація, методи випадкового пошуку, гра-дієнтні методи

1. Тарасов Е. В. Алгоритм оптимального проектирования летательного аппарата. М.: Машиностроение. 1970. 364 с.

2. Разумев В. Ф., Ковалев Б. К. Основы проектирования баллистических ракет на твердом топливе. М.: Машиностроение, 1976. 356 с.

3. Tewari Ashish. Advanced control of aircraft, spacecraft and rockets. Kanpur: John Wiley & Sons, 2011. 456 p.

4. Сенькин В. С., Сарычев А. П. Выбор проектных параметров и программ управления на начальном этапе проектирования ракет-носителей. Техническая механика. 2014. № 3. С. 33–47.

5. Сенькин В. С. Комплексная задача оптимизации проектных параметров и программ управления твердо-топливной ракеты-носителя сверхлегкого класса. Техническая механика. 2012. № 2. С. 106–121.

6. Кротов В. Ф., Гурман В. И. Методы и задачи оптимального управления. М.: Наука, 1973. 446 с.

7. Алпатов А. П., Сенькин В. С. Комплексная задача оптимизации основных проектных параметров и программ управления движением ракет космического назначения. Техническая механика. 2011. № 4. С. 98–113.

8. Пантелеев А. В., Летова Т. А. Методы оптимизации в примерах и задачах: учебник для вузов. М.: Высш. шк., 2005. 544 c.

9. Рассел Стюарт, Норвиг Питер Искусственный интеллект: современный подход. Пер. с англ. М. : Изда-тельский дом «Вильямс», 2007. 1408 c.

Copyright (©) 2018 Сєнькін В. С., Сюткіна-Доронина С. В.

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка