روش کنترل بهینه برای تعیین مسیر بهینه موشک ماهواره‌بر، برپایه جرم بار محموله ماکزیمم

Abstract

در این مقاله به یافتن مسیر بهینه موشک ماهواره‌بر با هدف بیشینه‌سازی بار محموله پرداخته شده‌است. در ابتدا به مدل‌سازی کامل حرکت موشک پرداخته می‌شود که شامل؛ مدل‌سازی محیط، اتمسفر، جاذبه و شکل زمین، مدل‌سازی جرمی، مدل‌سازی معادلات حرکت و در نهایت مدل‌سازی ضرایب آیرودینامیکی موشک است.سپس مراحل تدوین یک روش طراحی بهینه به‌کمک تئوری کنترل بهینه شرح داده‌ می‌شود. با استفاده از حساب تغییرات، مدل‌سازی ریاضی مسائل بهینه‌سازی، منجر به خلق یک مساله شرایط مرزی دو نقطه‌ای مجزا می‌شود و برای حل آن‌ از روش‌های عددی و از جمله روش سریع‌ترین سقوط استفاده می‌شود. در نهایت نرم‌افزاری تهیه شده‌است که در آن با استفاده از روش غیرمستقیم کنترل بهینه و حل عددی سریع‌ترین سقوط، مسیر بهینه موشک ماهواره‌بر، تعیین می‌‌شود. یکی از شرایط جالب توجه در این مقاله، آن است که تعدادی از متغیرها هم به‌عنوان متغیر حالت و هم کنترل ظاهر شده‌اند. بنابراین در این‌جا متغیرهای حالت به دو دسته متغیرهای حالت کند، شامل متغیرهایی که فقط متغیر حالت‌اند و متغیرهای حالت سریع شامل متغیرهایی که هم متغیر حالت و هم متغیر کنترلی‌اند، تقسیم می‌شوند. حل این نوع مساله کنترل بهینه در این مقاله ارائه شده‌است.