کنترل بهینه غیرخطی وسایل بازگشت پذیر بر پایه استخراج ماتریس های سیستمی وابسته به متغیرهای حالت و کنترل در فرم فضای حالت

در ماموریت های فضایی وسایل بازگشت پذیر (Reentry Vehicle)، فاز بازگشت به جو از مهمترین مراحل ماموریت می باشد. به همین دلیل، هدایت و کنترل وسیله بازگشت پذیردر این فاز ماموریت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله یک الگوی هدایت و کنترل بهینه برای وسایل بازگشت پذیر ارائه می شود که در برابر عدم قطعیت در پارامترهای ورودی مقاوم باشد. برای استفاده از هر نوع روش هدایتی، ابتدا باید معادلات حرکت وسیله را به دست آورد. در این مقاله از روش کنترل غیرخطی کوادراتیک برای هدایت مسیر استفاده می شود. در همین راستا هدف از انجام این مقاله توسعه معادلات حرکت وسایل بازگشت پذیر به فرم فضای حالت و استخراج ماتریس های سیستمی و کنترلی وابسته به متغیرهای حالت و کنترل می باشد. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از کنترلر غیرخطی کوادراتیک و تعقیب یک مسیر مرجع، خطای برخورد وسیله بازگشتی در نقطه پایانی حداقل شود. بدین منظور برای یک مسیر مشخص با پارامترهای ورودی مختلف، با استفاده از روش تکاملی الگوریتم ژنتیک برای کاهش خطای برخورد در نقطه پایانی با تغییرات ماتریس های وزنی Q و R تلاش شده است. برای بررسی و امتحان صحت این روش از طریق آنالیز مونت کارلو، این روش برای ۱۰۰۰ مسیر مختلف تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد که با استفاده از توسعه ماتریس های سیستمی وابسته به متغیرهای حالت و کنترل، خطای برخورد در حضور عدم قطعیت های پارامترهای ورود ۹۰% بهبود می یابد.

کلیدواژه ها:

وسایل بازگشت پذیر ، هدایت بهینه ، کنترل بهینه ، عدم قطعیت ، کنترلر غیرخطی کوادراتیک (NQT) ، فضای حالت