Einfache Alternative zur Powered Explicit Guidance für die orbitale Insertion?

Angenommen, Sie spielen einen Weltraumingenieur und möchten eine Orbitalinsertion simulieren - aber Sie sind versteinert von den Berechnungen, die erforderlich sind, um die Koeffizienten des linearen Tangentengesetzes hinter Powered Explicit Guidance (PEG) zu erhalten.

Sie haben einen guten Feedback-Controller, mit dem Sie Ihre Rakete dorthin richten können, wo Sie ihr sagen, aber Sie wissen nicht, wohin Sie sie am besten richten sollen, weil Sie die Berechnung für PEG nicht durchführen können.

Wie würden Sie Ihren Ziel-Neigungswinkel als Funktion der Zeit annähern, damit Sie von Ihrer anfänglichen Post-MECO-Neigung zu einer endgültigen Null-Neigung in der richtigen Höhe und Geschwindigkeit gelangen?

Ich sage im Wesentlichen, dass ich damit einverstanden bin, den Optimierungsteil des PEG-Algorithmus fallen zu lassen und einfach ein Pitch-Programm herauszufinden – irgendein Pitch-Programm – das mich von dort, wo ich irgendwann nach MECO bin, weiterbringt orbitale Insertion.

Hat jemand dies getan?

Antworten (1)

Ich war auch nicht in der Lage, PEG zu implementieren, und hatte Mühe, einen angemessenen Ansatz in meiner Orbitalstartsimulation zu finden.

Ich habe versucht, einfach proportional zum Bruchteil der in der Orbitalinsertionsphase erreichten Orbitalhöhe zu steuern. Ich habe verschiedene Formen der quadratischen Führung ausprobiert (inspiriert von der Landeführung des Apollo LM). Keiner hat gute Ergebnisse erzielt.

Gegenwärtig verwende ich ein zeitgesteuertes Pitch-Programm für die frühe Phase des Starts und ein LTG mit festen Koeffizienten für die Einfügungsphase und stimme die LTG-Koeffizienten manuell für jeden Launcher ab, was äußerst mühsam ist. Ich habe darüber nachgedacht, die Simulation so einzurichten, dass sie automatisch nach den besten LTG-Koeffizienten sucht, habe es aber nicht getan.

Ich denke, die richtige Antwort ist, sich zusammenzureißen und PEG wirklich zu verstehen und umzusetzen, aber ich habe es selbst nicht geschafft. Abschnitt 4.2.1 des Ascent Guidance, Navigation, and Flight Control Workbook, das Organic Marble ausgegraben hat, scheint bei diesen Bemühungen hilfreich zu sein.

Danke fürs Mitmachen, @RusselBorogove! Es ist eine schwierige Sache, huh? Blöde Frage, aber was ist LTG? Führen Sie die Schwerkraftdrehung auch mit einem vorberechneten Programm durch oder verwenden Sie einen Feedback-Controller, um den Anstellwinkel auf Null zu halten? Ich habe gelesen, dass der Saturn V ein vorberechnetes Pitch-Programm für die Schwerkraftwende verwendet (nicht nur das Pitchover), aber warum sollten sie keinen Feedback-Controller verwenden, um den Anstellwinkel aktiv auf Null zu halten - wissen Sie?
@Alex Sie waren besorgt, dass das aktive Gimbaling der F-1 nicht sicher war. Insbesondere befürchteten sie, dass die strukturelle Integrität des Fahrzeugs beeinträchtigt würde, wenn eine starke Störung (z. B. Windscherung) eine so starke Steuerreaktion hervorrufen würde. Stattdessen zeichneten sie die Abweichung vom beabsichtigten Pfad auf und korrigierten sie erst kurz vor dem Einsetzen in die Umlaufbahn.
LTG = lineare Tangentenführung.
@Ludo: Oh wow, ich wusste es nicht. Ist aktives Gimballing immer noch ein Problem? Jetzt frage ich mich, ob neuere Raketen wie die Falcon 9 es auch vermeiden. Irgendeine Ahnung?
Ah! Danke, @RussellBorogove. Ich weiß, was das ist. Ich habe die Punkte nicht verbunden.
Ja, ich nehme an, Sie können Ihre Koeffizienten erraten und simulieren, dann bessere Schätzungen auswählen und simulieren und dann wiederholen, bis Sie auf einige vernünftige Zahlen konvergieren. Es ist die Art des armen Mannes, ha ha, aber wenn es funktioniert und Sie keine praktischen Optionen mehr haben ... dann ist Raten und Prüfen Ihr Freund.
Das Shuttle verwendete auch eine "konservierte" Flugbahn für die erste Stufe, wobei PEG nur bei der Trennung von Feststoffraketen-Boostern begann.
Ich denke, Ludo wollte sich auf die aktive Lenkung mit geschlossenem Regelkreis beziehen, nicht auf das Gimbaling an sich. Gimbaling wäre notwendig, um das feste Führungsprogramm zu erreichen.
Es gibt eine ziemlich klare Erklärung von PEG in Abschnitt 4.2.1 dieses Dokuments: gandalfddi.z19.web.core.windows.net/Shuttle/… Das Dokument ist alt und es gibt einige Unterschiede, wie es im letzten Teil des Dokuments funktioniert Programm - das ganze TFAIL-Ding wurde entfernt, als der TAL-Abbruch stattfand -, aber es ist ziemlich informativ.
Das sieht interessant aus.
Sie könnten versuchen, sich meinen alten MechJeb-PEG-Code anzusehen: github.com/lamont-granquist/MechJeb2/blob/lcg/PEGAS2/MechJeb2/…
Ich möchte anmerken, dass es dort viel auskommentierten Code gibt, mit dem ich aus verschiedenen Gründen gespielt habe. Einige Dinge wie TargetMode.ORBIT Ich wusste nicht, was ich tat und bin kaputt. All dies ist mit dem linkshändigen System von KSP geschrieben, also achten Sie auf die Kreuzprodukte und Vorzeichen aller Winkel (die auch Grad sein können).
Einfache Alternative zur Powered Explicit Guidance für die orbitale Insertion?
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