Geum.ru

П. П. Порешин московский инженерно-физический институт (государственный университет) моделирование движения тел средствами matlab вработе рассмотрена задача

Вид материалаЗадача
Подобный материал:

УДК 004.4(06) Технологии разработки программных систем


ПХЬО МИН ЧЖИ

Научный руководитель – П.П. ПОРЕШИН

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ СРЕДСТВАМИ MATLAB


В работе рассмотрена задача моделирования алгоритмов управления орбитальными переходами космических аппаратов в рамках стенда, реализованного в среде Matlab с использованием пакетов Simulink, Stateflow, GUI и VRML.


Решение задачи перевода космических аппаратов (КА) с одной орбиты на другую [1] включает:
  • задание параметров начальной орбиты КА;
  • задание параметров требуемой (целевой) орбиты КА;
  • задание мощностных и динамических характеристик двигательной установки;
  • определение маневра (время включения и выключения двигательной установки, ориентация вектора тяги в пространстве) при переходах с однократным включением двигателя.

Математическая постановка задачи и ее решение, изложенные в [1], предполагают:
  • проверку исходных данных по параметрам орбит на их соответствие уравнению движения;
  • проверка реализуемости перехода;
  • расчет начальных значений векторов и констант уравнения движения КА;
  • расчет характеристик проведения маневра.

Решения перечисленных задач в рамках М-стенда проводится с использованием средств активного моделирования системы Matlab. В М-стенде средствами Simulink [3] создана модель движения КА (как с вектором тяги, так и без него). Особое место уделяется контролю за исходными параметрами орбит. С этой целью создана модель, которая с использованием графической оболочки GUI [2] проверяет условия орбитальности, проводит подбор недостающих параметров орбит.

Для моделирования алгоритмов управления орбитальными переходами использован пакет Stateflow [3,4]. Алгоритмы управления реализуются расширенными диаграммами перехода. Встроенная система интерпретации позволяет контролировать работу алгоритма не только по конечным результатам, но и в интерактивном режиме в процессе его выполнения.

Процесс моделирования орбитальных переходов в рамках М-стенда позволяет путем изменения параметров маневра добиваться максимального согласования результирующей орбиты с требуемой. С этой цель реализован механизм вычисления ошибок (отклонений).


Для визуального контроля за процессом перехода с одной орбиты на другую в М-стенде использован пакет виртуальной реальности VRML (Virtual Reality Modeling Language). Структурная схема М-стенда приведена на рис.1.





Список литературы

  1. Иванов Н.М., Лысенко Л.Н. Баллистика и навигация космических аппаратов: Учебник для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.М.:Дрофа,2004. 544 с.
  2. www.mathworks.com
  3. Дэбни Дж, Харман.Т. Simulink® 4. Секреты мастерства. Пер. с англ. – М.:БИНОМ. 2003.
  4. Пхьо Мин Чжи, П.П.Порешин. Программное моделирование алгоритмов управления в системе Matlab. //Научная сессия МИФИ-2005. Сборник научных трудов. В 15 томах. Т.2. Программное обеспечение. Информационные технологии. М.:МИФИ, 2005. Т. 2. С. 129-130.




ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 2