Resumen

En este estudio se propone un método pseudoespectral de Gauss para resolver el problema de planificación óptima de trayectorias para maniobras rápidas de gran ángulo de satélites. Con el fin de cumplir con el requisito de capacidad de maniobra rápida de los satélites pequeños ágiles, Single Gimbal Control Moment Gyros (SGCMGs) se adoptan como los actuadores para los sistemas de control de actitud (ACS). Debido a que el problema de singularidad siempre existe para los SGCMGs durante las maniobras de gran ángulo de los satélites, se desarrolla un método de optimización de trayectoria para las tasas de cardán basado en el método pseudoespectral de Gauss. Este método satisface los requisitos de control de las maniobras rápidas de los satélites y evita el problema de singularidad de los SGCMG. El método trata el problema de la maniobra de gran ángulo como un problema de optimización, que cumple la condición de contorno y una serie de restricciones físicas que incluyen la restricción del ángulo del cardán, la restricción de las velocidades del cardán, la restricción del índice de singularidad y algunos otros criterios de rendimiento. Este problema de optimización se discretiza como un problema de programación no lineal mediante el método pseudoespectral de Gauss. La trayectoria óptima del ángulo de cardán sin singularidad se obtiene mediante la secuencia de programación cuadrática (SQP). Este enfoque evita las dificultades de resolución del problema de valor límite. Las simulaciones revelan que el método pseudoespectral de Gauss planifica eficazmente una trayectoria óptima y satisface todas las restricciones en poco tiempo.

• Materias:Análisis Matemático Matemáticas Algebra Ingeniería Lógica matemática
• Subjects:Mathematical Analysis mathematics Algebra Engineering Mathematical logic
• Palabras claves:1. Método pseudoespectral de Gauss 2. problema de planificación óptima de trayectorias 3. maniobras rápidas de satélites de gran ángulo 4. Giroscopios de Momento de Control de Gimbal Único (SGCMGs) 5. problema de singularidad 6. método de optimización de trayectorias
• Keywords:1. Gauss pseudospectral method 2. optimal trajectory-planning problem 3. satellite rapid large-angle maneuvers 4. Single Gimbal Control Moment Gyros (SGCMGs) 5. singularity problem 6. trajectory optimization method