Параллельный алгоритм метода сетевого оператора для синтеза робастной системы управления космическим аппаратом

Рассматривается задача синтеза робастного управления. Приведена математическая формулировка задачи. Для достижения свойства робастности системы управления множества значений неопределенных параметров покрывается сеткой. Расчет функционалов производится для каждого узла сетки. Оценка качества определяется суммой значений функционалов для всех точек расчета. Неопределенные параметры и интенсивность разбиения их множеств задаются непосредственно исследователем. Для решения задачи синтеза используется метод сетевого оператора. С целью повышения эффективности расчета использованы методы параллельных вычислений. Разработанный параллельный алгоритм метода сетевого оператора вычисляет одновременно вариации для нескольких независимых базисных решений и для нескольких точек множества неопределенных параметров, что позволяет эффективно нагружать процессоры в процедуре расчета функционалов. Проведен анализ эффективности алгоритма при разных параметрах расчета и распределении нагрузки на ядра процессоров. Представлены результаты применения разработанного алгоритма для прикладной задачи синтеза робастного управления спуском космического аппарата на Луну в условиях параметрической неопределенности.

THE PARALLEL ALGORITHM OF THE NETWORK OPERATOR METHOD FOR SYNTHESIS OF A SPACECRAFT ROBUST CONTROL SYSTEM

The problem of the robust control synthesis is considered. The mathematical formulation of the problem is given. The set of uncertain parameters values is covered by a grid to achieve the robustness. The functionals are calculated for each grid node. Quality is estimated by the sum of functional values for all calculation points. Uncertain parameters and the partition intensity are set directly by a researcher. To solve the synthesis problem the network operator method is used. To improve calculation efficiency parallel programming approaches are used. The developed parallel algorithm of the network operator method calculates at the same time variations of several independent basis solutions and several points of the uncertain parameters set. This approach lets to load processors efficiently by the functional calculation procedure. The calculations efficiency is analyzed by different calculation parameters and cores loading distribution. The results of developed algorithm application for the robust control synthesis problem of spacecraft landing on the moon by parametric uncertainty are presented.