ارائه روش بهينه طراحي سيستمي بلوك انتقال مداري

An Optimized Method for Upper-stage System design

هدف از اين مقاله پياده سازي طراحي مفهومي بلوك انتقال مداري طبق مدل فرآيند طراحي بهينه سازي چند گامي ترتيبي، به جهت انجام مانور مشخص با كمترين وزن و درحالت واقعي است. در اين روش دو حلقه بهينه سازي و طراحي مطرح مي گردد كه با يكديگر در فرآيند آناليز جرمي مرتبط هستند و كليه خروجي هاي موجود در حلقه داخلي به عنوان ورودي حلقه خارجي مورد استفاده قرار مي گيرد. در حلقه داخلي و براي قراردادن بلوك انتقال مداري در مدار مقصد با توجه به دو عامل قابل كنترل كه شامل زاويه بردار تراست و اندازه تراست است از الگوريتم هاي كنترل بهينه براي بهينه سازي تابع هدف استفاده مي شود. در حلقه خارجي، طراحي زيربخش ها به صورت مجزا و در ارتباط با يكديگر طبق ماتريس طراحي و با استفاده از ورودي هاي حاصل از حلقه داخلي انجام مي شود. همگرايي طراحي در قسمت آناليز جرمي صورت مي پذيرد. نوآوري اين مقاله پياده سازي طراحي طبق اين مدل مي باشد كه براي بلوك انتقال مداري به صورت كاملا سيستمي و ارائه يك روش سيستم پايه با حضور مشترك انسان و ماشين (طراحي مشاركتي يا ترتيبي چندگامي) است، كه علاوه بر سطح سيستم در سطح زيرسيستم نيز مانند بهينه سازي مداري و الگوريتم هاي زيربخش ها به بررسي پرداخته است. نتايج حاصل از طراحي، براساس نتايج حاصل از پردازش آماري داده هاي واقعي صحه گذاري شده است.

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 systembased 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.