Приведен алгоритм разворота МКС, разработанный для использования в системе управления движением и навигации российского сегмента станции. Решена задача оптимального управления угловым движением упругого объекта с импульсным управлением в поле внешних сил и с ограничениями по нагрузкам в критических интерфейсах конструкции. Постановка задачи оптимального управления, редукция упругой модели МКС, подготовка исходных данных выполнены в ПАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва». Моделирование динамики редуцированного упругого объекта, постановка и решение соответствующих оптимизационных задачв ООО «ДАТАДВАНС». Решение верифицировано специалистами ПАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва» с использованием собственных методик. Показано, что по сравнению с лучшими существующими методами предложенный алгоритм в 2 раза более эффективен по расходу топлива и позволяет на порядок сократить число включений ракетных двигателей российского сегмента МКС Упругие колебания конструкции МКС, критические интерфейсы конструкции, упругие нагрузки, реактивные двигатели, оптимальный по расходу топлива разворот Поступила в редакцию 01.12.2016 © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017 Введение. Интегрированная система управления движением и навигацией (СУДН) МКС состоит из СУДН российского и американского сегментов (РС и АС) МКС. Программа полета МКС предусматривает периодическое выполнение разворотов на большие углы (например, для стыковок и расстыковок транспортных кораблей с МКС). Развороты выполняются с использованием реактивных двигателей (РД) РС. При этом возникает проблема соблюдения ограничений по предельно допустимым нагрузкам в критических интерфейсах конструкции МКС, вызванным упругими колебаниями конструкции под воздействием включений РД. В настоящее время развороты МКС выполня

No abstract

The paper discusses the problem of searching for propellant-optimal trajectories of the International Space Station attitude control maneuvers involving spatial turns through large angles using attitude control jet thrusters. Development of such algorithms for controlling the ISS angular motion is currently a crucial task for Russian developers of the onboard software. In order to generate the optimal trajectory for the attitude control maneuver, the paper proposes to use the Lobatto pseudospectral method. This method allows stating the optimal control problem as a nonlinear mathematical programming problem which can be solved using the method of sequential quadratic programming. Simulation results demonstrated significant savings of attitude control thrusters propellant and life during station attitude control maneuvers in comparison with the algorithms that are currently used in the motion control system of the ISS Russian Segment. Key words: International Space Station, optimal control problem, angular motion control, pseudospectral method, nonlinear programming