ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

4
Содержание
том 64 / Апрель, 2021
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2021-64-3-183-191

УДК 517.977.5-629.783

ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПЬЕЗОАКТЮАТОРОМ ДЛЯ НАСТРОЙКИ РАДИООТРАЖАЮЩЕГО СЕТЕПОЛОТНА КОСМИЧЕСКОГО РЕФЛЕКТОРА

Кабанов С. А.
Балтийский государственный технический университет „ВОЕНМЕХ“ им. Д. Ф. Устинова, кафедра систем обработки информации и управления, Санкт-Петербург; профессор


Митин Ф. В.
БГТУ „ВОЕНМЕХ“ им. Д. Ф. Устинова, кафедра систем управления и компьютерных технологий;


Аннотация. Рассматривается процесс управления пьезоактюатором для настройки формы радиоотражающего сетеполотна крупногабаритного трансформируемого рефлектора космического базирования. Выбрана схема поточечной настройки. Вследствие ограниченного запаса электрической энергии на борту космического аппарата задача управления решается с учетом минимизации энергетических затрат в режиме реального времени. Разработан алгоритм последовательной оптимизации управления для автоматической настройки длины ванты за счет пьезоактюатора. Алгоритм позволяет минимизировать энергетические затраты и с высокой точностью выполнять терминальные условия. Посредством выбора весовых коэффициентов определяется наилучший вариант программы управления при разном конечном времени моделирования. Показана гибкость разработанного алгоритма при выборе критериев оптимизации.
Ключевые слова: алгоритм последовательной оптимизации, крупногабаритный трансформируемый рефлектор, радиоотражающее сетеполотно, пьезоактюатор, математическая модель, моделирование

Список литературы:
  1. Terada M., Bludworth N., Moore J. et al. Deployable reflector system for satellite applications // IEEE MTT-S Intern. Conf. on Microwave and Optoelectronics, Brazil. 2005. P. 647—656.
  2. Li T. Deployment analysis and control of deployable space antenna // Aerospace Science and Technology. 2012. Vol. 18, N. 1. P. 42—47.
  3. Каzаntsеv Z. А. Deployment concept mechanical system of a radar antenna for space purposes // Сибир. журн. науки и технологий. 2017. № 4. С. 858—867.
  4. Xuelin D., Jingli D., Hong B., Guohui S., Deployment analysis of deployable antennas considering cable net and truss flexibility // Aerospace Science and Technology. 2018. Vol. 82—83. P. 557—565.
  5. Wang H. Multifrequency spaceborne deployable radiometer antenna designs // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 2020. Vol. ‏35, N 5.
  6. Кабанов С. А., Зимин Б. А., Митин Ф. В. Разработка и анализ математических моделей раскрытия подвижных частей трансформируемых космических конструкций. Часть I // Мехатроника, автоматизация, управление. 2020. Т. 20, № 1. C. 51—64.
  7. Кабанов С. А., Зимин Б. А., Митин Ф. В. Разработка и анализ математических моделей раскрытия подвижных частей трансформируемых космических конструкций. Часть II // Мехатроника, автоматизация, управление. 2020. Т. 21, № 2. C. 117—128.
  8. Бобцов А. А. и др. Исполнительные устройства и системы для микроперемещений. СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. 131 с.
  9. Tanaka H., Shimozono N., Natori M. C. A design method for cable network structures considering the flexibility of supporting structures // Trans. of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 2008. Vol. 50, N 170. P. 267—273.
  10. Gajbhiye S. C., Upadhyay S. H., Harsha S. P. Nonlinear vibration analysis of piezo-actuated flat thin membrane // J. of Vibration and Control. 2015. Vol. 21, N 6. P. 1162—1170.
  11. Кабанов С. А., Митин Ф. В., Кривушов А. И., Улыбушев Е. А. Управление пьезоактюатором для настройки отражающей поверхности рефлектора космического базирования // Изв. вузов. Авиационная техника. 2018. № 4. С. 111—116.
  12. Кабанов С. А., Митин Ф. В. Оптимизация процессов раскрытия и создания формы трансформируемого рефлектора космического базирования // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2021. № 2. С. 106—125.
  13. Zhenxing S., Huijian L., Xiaoning L., Gengkai H. Thermal-structural dynamic analysis of a satellite antenna with the cable-network and hoop-truss supports // J. of Thermal Stresses. 2019. Vol. 42, N 11 P. 1339—1356.
  14. Петровичев М. А. Гуртов А. С. Система энергоснабжения бортового комплекса космических аппаратов: Учеб. пособие. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. 88 с.
  15. Кабанов С. А. Управление системами на прогнозирующих моделях. СПб: Изд-во СПбГУ, 1997. 200 с.
  16. Панич А. Е. Пьезокерамические актюаторы. Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2008. 159 с.
  17. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987. 712 с.