Fuel/Time Optimal Control of Flexible Space Structures: A Frequency Domain Approach

Abstract

This paper considers the design of open-loop fuel/time optimal controllers for flexible space structures using a frequency domain approach. The control system consists of a time-delay filter whose output signal is the optimal control profile when it is subject to a step input. A constrained parameter optimization problem is formulated to minimize a weighted combination of fuel consumed and total maneuver time for a rest-to-rest maneuver. The parameters to be optimized for are the delays of a time-delay filter. The number of switches of the fuel/time optimal control profile is shown to be a function not only of number of flexible modes but also of the weighting parameter, which is illustrated via numerical examples.

Optimal control of the electromechanical system according to the combined criterion

“…В настоящей статье в качестве критерия оптимальности рассмотрен функционал, учитывающий как импульс, переданный механической части системы управляющим напряжением посредством редуктора электропривода, так и время процесса управления. Задачa оптимального управления с таким функционалом относится к классу задач минимизации расхода топлива или ресурсов [5][6][7][8][9]. Используя схему построения оптимального управления методом принципа максимума [10], построено оптимальное управление в виде синтеза, который обеспечивает приведение системы из произвольного начального состояния в заданное конечное состояние покоя и доставляет минимум комбинированному функционалу.…”