توسعه الگوریتم کنترل بهینه غیرخطی در فضای هیلبرت و کاربرد آن در سامانه های فضایی
Abstract
این پایاننامه به بررسی دیدگاهی نو در حل مسائل کنترل بهینه پرداخته است. براساس تئوری کنترل بهینه، ابزارهای ریاضی هوشمند و ارائهی الگوریتمی نو بر مبنای توابع متعامد در فضای هیلبرت این تحقیق توانسته است مسائل کنترل بهینه غیر خطی را پوشش دهد. انتقال مداری بهینهی فضاپیمای تراست?کم از اهمیت ویژهای در حوزهی طراحی ماموریتهای فضایی برخوردار است. لذا این تحقیق بر اساس الگوریتم نو و خلاقانهی خود، به حل این دسته از مسائل پرداخته است. برای صحه گذاری روش، از معادلات حرکت فضاپیمای تراست?کم در حرکت دایروی استفاده شده که پاسخهای الگوریتم پیشنهادی با پاسخهای حل تحلیلی ارائه شده برای دو معیار کمترین زمان و کمترین تلاش کنترلی مقایسه شده که نتایج از صحت دقیقی برخوردار بودهاند. در ادامه با در نظر گرفتن تمام پارامترهای مدارهای فضایی معادلات کامل حرکتی مد نظر قرار گرفت. همچنین دو معیار کمترین تلاش کنترلی و کمترین زمان مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه برای صحت سنجی معادلات کامل از روش شبه طیفی استفاده گردید. در الگوریتم فوق از سه روش بهینهساز تکاملی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم ژنتیک-انبوه ذرات و الگوریتم رقابت استعماری بهره گرفته شده است. همچنین توابع متعامد چپیشف، فوریه و لژاندر در فضای هیلبرت مورد استفاده قرار گرفت. برای افزایش دقت از روش فازی استفاده گردیده تا ضرایب معیارهای بهینگی مختلف را در تعادل قرار داده و به طریق مناسبتری آن?ها را انتخاب نماید. در بخش دوم این پایاننامه مسائل مقید کنترلی بررسی شده است. لذا در این بخش خلاقیت ویژهای استفاده شده که با رعایت یک ساختار فکری حاکم بر این پایان?نامه بتوان هر دو دسته از مسائل کنترل بهینه چه مقید و چه نامقید را حل نمود. در این بخش همچنین فرود نرم ماه نشین، ملاقات مداری سماوی و انتقال مداری تراست?کم با پیشران مقید مورد بررسی قرار گرفت. این پایان?نامه میتواند افق روشنی را پیش روی محققین حوزهی طراحی مسیر، تئوری کنترل بهینه و همچنین طراحی ماموریتهای فضایی قرار دهد.