مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ارائه روش بهینه طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 دانشگاه مالک اشتر
3 دانشگاه خواجه نصیر
چکیده
هدف از این مقاله پیاده سازی طراحی مفهومی بلوک انتقال مداری طبق مدل فرآیند طراحی بهینه سازی چند گامی ترتیبی، به جهت انجام مانور مشخص با کمترین وزن و درحالت واقعی است. در این روش دو حلقه بهینه سازی و طراحی مطرح می گردد که با یکدیگر در فرآیند آنالیز جرمی مرتبط هستند و کلیه خروجی های موجود در حلقه داخلی به عنوان ورودی حلقه خارجی مورد استفاده قرار می گیرد. در حلقه داخلی و برای قراردادن بلوک انتقال مداری در مدار مقصد با توجه به دو عامل قابل کنترل که شامل زاویه بردار تراست و اندازه تراست است از الگوریتم های کنترل بهینه برای بهینه سازی تابع هدف استفاده می شود. در حلقه خارجی، طراحی زیربخش ها به صورت مجزا و در ارتباط با یکدیگر طبق ماتریس طراحی و با استفاده از ورودی های حاصل از حلقه داخلی انجام می شود. همگرایی طراحی در قسمت آنالیز جرمی صورت می پذیرد. نوآوری این مقاله پیاده سازی طراحی طبق این مدل می باشد که برای بلوک انتقال مداری به صورت کاملا سیستمی و ارائه یک روش سیستم پایه با حضور مشترک انسان و ماشین (طراحی مشارکتی یا ترتیبی چندگامی) است، که علاوه بر سطح سیستم در سطح زیرسیستم نیز مانند بهینه سازی مداری و الگوریتم های زیربخش ها به بررسی پرداخته است. نتایج حاصل از طراحی، براساس نتایج حاصل از پردازش آماری داده های واقعی صحه گذاری شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

An Optimized Method for Upper-stage System design

نویسندگان English

Mehran Nosratollahi 1
Mostafa Zakeri 2
Alireza Novinzadeh 3
چکیده English

The purpose of this article is the implementing the upper stage design according to multistep sequential optimization design process for specific maneuvers with less mass in reality. In this method there is two optimization and design loops which are connected to each other in mass analysis. So all the output parameters in inner loop are used as input parameters of outer loop. In the inner loop, optimization control algorithm is used to optimize the target function, as for two control factors including thrust vector angle and thrust magnitude for putting upper stage into final orbit. In outer loop, subdivision designed separately according to design matrix using input parameters from inner loop. Design convergence checked in mass analysis. Innovation of this article is implementing a fully systematic upper stages design. Also a system-based method is provided by cooperation of human and machine (multistep collaborative design) which in addition to system design discussed subsystem design such as orbital optimization and subdivision algorithms. Results of this design are verified according to result of statistical analysis.

کلیدواژه‌ها English

Optimal Control
upper-stage
System design