Resumen

Se ha estudiado el problema de control óptimo en el tiempo de una nave espacial equipada con ruedas de reacción, en el que la nave está constreñida a adoptar secuencialmente un conjunto de actitudes, cuyo orden no está especificado. Este problema de programación de actitudes se ha resuelto como un problema de control óptimo multifase mixto-integro en el que se han introducido funciones binarias para modelar la elección de la secuencia óptima de actitudes objetivo y para hacer cumplir la restricción de adoptar una y sólo una vez cada actitud. Dado el modelo dinámico de la nave, las actitudes inicial y final, y un conjunto de actitudes objetivo, la resolución de este problema consiste en encontrar las entradas de control, la secuencia de actitudes con los correspondientes tiempos de paso, y la trayectoria resultante de la nave que minimice el tiempo de la maniobra. El problema de control óptimo multifase mixto-integro se ha convertido en un problema de programación no lineal mixto-integro haciendo primero que los tiempos de paso desconocidos por las actitudes objetivo formen parte del estado, introduciendo después variables binarias para discretizar las funciones binarias, y aplicando finalmente un método de colocación directa de Gauss-Lobatto de quinto grado para abordar las restricciones dinámicas. El problema resultante se ha resuelto mediante un algoritmo de branch-and-bound basado en la programación no lineal.

• Materias:Reacciones químicas Minería de datos Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Chemical reactions Data mining Aerodynamics Aerospace engineering Aeronautical Engineering
• Palabras claves:problema de control óptimo, actitud del objetivo, función binaria, nave espacial, problema de programación no lineal, conjunto de actitud, secuencia del objetivo, problema de programación de actitud, métodos de colocación directa, tiempo de paso desconocido
• Keywords:optimal control problem, target attitude, binary function, spacecraft, nonlinear programming problem, set of attitude, sequence of target, attitude scheduling problem, direct collocation methods, unknown passage time