Челноков
Юрий Николаевич
Главный научный
сотрудник,
заведующий лабораторией
механики, навигации
и управления движением
Института проблем точной механики и управления РАН,
доктор физико-математических наук,
профессор
Челноков Ю.Н. – специалист в области теоретической механики, гироскопических систем, инерциальной навигации и управления движением, механики космического полета; автор 235 научных работ, в том числе двух фундаментальных монографий, изданных при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, и 59 крупных научных статей, опубликованных в журналах АН СССР и РАН.
Результаты выполненных им научных исследований внедрены и используются на предприятиях машиностроения и авиакосмической промышленности.
Основные научные результаты:
-
разработаны новые кватернионные и бикватернионные модели и методы механики твердого тела и их систем, даны их приложения к исследованию движения твердого тела и гироскопических систем и установлению свойств их движения в нелинейной постановке;
-
дано обобщение теоремы Гамильтона-Ишлинского о телесном угле на неголономное пространственное движение свободного твердого тела, имеющее важные приложения в инерциальной навигации и управлении движением;
-
разработаны кватернионные методы регуляризации дифференциальных уравнений небесной механики и астродинамики, построены новые кватернионные регулярные дифференциальные уравнения возмущенных пространственных задач двух и трех тел;
-
разработаны новые регулярные кватернионные модели механики космического полета, с их помощью решен ряд актуальных нелинейных пространственных задач оптимального управления траекторным движением космических аппаратов;
-
предложен новый метод теории устойчивости и управления движением твердого тела, основанный на фундаментальных теоремах Эйлера-Даламбера и Шаля и новых принципах построения дифференциальных уравнений возмущенного движения;
-
разработаны новые методы аналитического построения нелинейных управлений вращательным (угловым) движением твердого тела и космического аппарата, гарантирующих асимптотическую устойчивость в большом или в целом любого выбранного программного углового движения и желаемую динамику управляемого углового движения твердого тела и космического аппарата, построены алгоритмы такого управления;
-
построены новые кватернионные и бикватернионные уравнения и алгоритмы пространственной инерциальной навигации, в том числе регулярные кватернионные уравнения космической инерциальной навигации, а также новые уравнения и алгоритмы функционирования бесплатформенных инерциальных навигационных систем, реализованные в современных системах навигации на волоконно-оптических и лазерных гироскопах;
-
разработаны бикватернионные методы решения прямых и обратных задач кинематики роботов-манипуляторов, модели и алгоритмы управления движением орбитального платформенного комплекса «Манипулятор – трехосная стабилизированная платформа» космического проекта «Марс-94».
Челноков Ю.Н. ведет преподавательскую работу с 1975 года, является профессором Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, читает курсы лекций по теоретической механике, устойчивости и управлению движением, спецкурсы по кватернионным и бикватернионным моделям и методам механики и их приложениям, под его руководством написано 38 дипломных работ, защищено 5 кандидатских диссертаций.
Под руководством Челнокова Ю.Н. выполнен ряд научно-исследовательских работ в рамках программ Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, семь трёхгодичных проектов Российского фонда фундаментальных исследований (1993-2014 гг.), а также ряд хоздоговорных тем. Ему присуждалась Президиумом РАН государственная научная стипендия ведущих ученых России на 1994-2000 годы.
Челноков Ю.Н. – эксперт РФФИ по математике, механике и информатике, эксперт РАН по направлению «Навигация и управление», член Ученго совета ИПТМУ РАН, член двух специализированных докторских советов при СГУ и СГТУ.
Монографии
1. Челноков Ю.Н. Кватернионные и
бикватернионные модели и методы механики твердого тела и их приложения.
Геометрия и кинематика движения М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 512 с.
ISBN 5-9221-0680-5.
2. Челноков Ю.Н. Кватернионные модели и методы динамики, навигации и
управления движением. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. 560 с. ISBN
978-5-9221-1270-3.
Основные публикаци в журналах ВАК
1. Александров А.Г., Плотников П.К.,
Челноков Ю.Н. Синтез регуляторов двухкомпонентного измерителя угловой
скорости на основе трехстепенного гироскопа // Изв. АН СССР. Механика
твердого тела. 1975. № 4. C. 30-38.
Aleksandrov A.G., Plotnikov P.K. Chelnokov Yu.N. Synthesizing the
regulators of a two-component angular velocity gauge using a
three-degree gyroscope // Mechanics of Solids. Vol. 10, No. 4, 1975, pp.
26-33.
2. Челноков Ю.Н. Об определении ориентации объекта в параметрах
Родрига-Гамильтона по его угловой скорости // Изв. АН СССР. Механика
твердого тела. 1977. № 3. С. 11-20.
Chelnokov Yu.N. On determining vehicle orientation in the Rodrigues-Hamilton
parameters from its angular velocity // Mechanics of Solids. Vol. 37,
No. 3, 1977, pp. 8-16.
3. Плотников П.К., Челноков Ю.Н. Сравнительный анализ точности
алгоритмов определения ориентации объекта в параметрах
Родрига-Гамильтона и направляющих косинусах // Космические исследования.
1979. Т. 17. Вып. 3. C. 371-377.
Plotnikov P.K., Chelnokov Yu.N. Comparative error analysis of algorithms
for determining vehicle attitude in Rodrigues-Hamilton parameters and
direction cosines // Cosmic Research, Vol. 17, No. 3, 1979, pp. 308-313.
4. Челноков Ю.Н. Об интегрировании кинематических уравнений винтового
движения твердого тела // Прикладная математика и механика. 1980. Т. 44.
Вып. 1. С. 32-39.
Chelnokov Yu.N. On integration of kinematic equations of a rigid body’s
screwmotion // Applied mathematics and mechanics. Vol. 44, No. 1, 1980,
pp. 19-23.
5. Челноков Ю.Н. К теории гироскопического маятника // Прикладная
математика и механика. 1980. Т. 44. Вып. 6. С. 986-993.
Chelnokov Yu.N. On the theory of the gyroscopic pendulum // Applied
mathematics and mechanics. Vol. 44, No. 6, 1980, pp. 703-708.
6. Челноков Ю.Н., Перков Н.Ф. К определению винта конечного перемещения
по начальному и конечному положениям твердого тела // Машиноведение.
1981. № 3. С. 58-61.
7. Челноков Ю.Н., Перков Н.Ф. Применение бикватернионных матриц в
кинематике пространственных механизмов // Машиноведение. 1981. № 4. С.
60-66.
8. Челноков Ю.Н. Об одной форме уравнений инерциальной навигации // Изв.
АН СССР. Механика твердого тела. 1981. № 5. С. 20-28.
Chelnokov Yu. N. One form of the equations of Inertial navigation //
Mechanics of Solids. Vol. 16, No. 5, 1981, pp. 20-28.
9. Челноков Ю.Н. К регуляризации уравнений пространственной задачи двух
тел // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1981. № 6. С. 12-21.
Chelnokov Yu.N. On regularization of the equations of the
three-dimensional two body problem // Mechanics of Solids. Vol. 16, No.
6, 1981, pp. 1-10.
10. Челноков Ю.Н. Об уравнениях движения гиромаятниковых систем в
параметрах Родрига-Гамильтона // Изв. АН СССР. Механика твердого тела.
1983. № 2. С. 20-29.
Chelnokov Yu.N. Equations of motion of gyroscopic-pendulum systems in
Rodrigue-Hamilton parameters // Mechanics of Solids. Vol. 18, No. 2,
1983, pp. 17-26.
11. Челноков Ю.Н. Кватернионные алгоритмы систем пространственной
инерциальной навигации // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1983. №
6. С. 14-21.
Chelnokov Yu.N. Quaternion algorithms for three-dimensional inertial
navigation systems // Mechanics of Solids. Vol. 18, No. 6, 1983, pp.
1-8.
12. Челноков Ю.Н. К теории гирогоризонткомпаса в параметрах
Родрига-Гамильтона // Прикладная механика. 1984. Т. 20. № 1. С. 111-116.
Chelnokov Yu.N. To the theory гироhorizontcompass in Rodrigue-Hamilton
parameters // Applied mechanics. Vol. 20, No. 1, 1984, pp. 409-418.
13. Челноков Ю.Н. О регулярных уравнениях пространственной задачи двух
тел // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1984. № 1. С. 151-158.
Chelnokov Yu.N. Regular equations of the three-dimensional two body
problem // Mechanics of Solids. Vol. 19, No. 1, 1984, pp. 1-7.
14. Челноков Ю.Н. О применении кватернионов в прецессионной теории
гироскопов // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1984. № 6. С. 3-10.
Chelnokov Yu.N. Use of quaternions in the precessional theory of
gyroscopes // Mechanics of Solids. Vol. 19, No. 6, 1984, pp. 1-7.
15. Челноков Ю.Н. Кватернионные методы в задачах относительного движения
динамически симметричных материальных систем. I // Изв. АН СССР.
Механика твердого тела. 1986. № 6. С. 30-37.
Chelnokov Yu.N. Quaternion methods in Problems of relative motion of
dynamically symmetric material systems. I // Mechanics of Solids. Vol.
21, No. 6, 1986, pp. 1-7.
16. Челноков Ю.Н. Кватернионные методы в задачах относительного движения
динамически симметричных материальных систем. II // Изв. АН СССР.
Механика твердого тела. 1987. № 1. С. 23-31.
Chelnokov Yu.N. Quaternion methods in problems of relative motion of
dynamically symmetric material systems. II // Mechanics of Solids. Vol.
22, No. 1, 1987, pp. 21-29.
17. Челноков Ю.Н. Об осцилляторном и ротационном движениях одного класса
механических систем // Изв. АН СССР. Механика твердого тела.1989. № 1.
С. 28-35.
Chelnokov Yu.N. Oscillatory and rotational motions of a class of
mechanical systems // Mechanics of Solids. Vol. 24, No. 1, 1989, pp.
26-33.
18. Челноков Ю.Н. О движении тяжелого симметричного твердого тела с
подвижной точкой подвеса // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. 1990.
№ 4. С. 3-10.
Chelnokov Yu.N. Motion of a heavy symmetric rigid body with a mobile
point of a support // Mechanics of Solids. Vol. 25, No. 4, 1990, pp.
1-7.
19. Челноков Ю.Н. Определение местоположения и ориентации подвижных
объектов по показаниям чувствительных элементов БИНС посредством решения
на бортовом вычислителе кватернионных уравнений движения гироскопических
систем // Изв. АН СССР. Механика твердо-го тела. 1991. № 4. С. 3-12.
Chelnokov Yu.N. Determination of position and orientation of moving
objects from sensors of platformless inertial navigation systems,
through on-board computer solution of the quaternion equations of motion
of gyroscopic systems // Mechanics of Solids. Vol. 26, No. 4, 1991, pp.
3-12.
20. Плотников П.К., Сергеев А.Н., Челноков Ю.Н. Кинематическая задача
управления ориентацией твердого тела // Изв. АН СССР. Механика твердого
тела. 1991. № 5. С. 9-18.
Plotnikov P.K., Sergeev A.N., Chelnokov Yu.N. Kinematic control problem
for the orientation of a rigid body // Mechanics of Solids. Vol. 37, No.
5, 1991, pp. 7-16.
21. Челноков Ю.Н. Применение кватернионов в теории орбитального движения
искусственного спутника. I // Космические исследования. 1992. Т. 30. Вып.
6. С. 759-770.
Chelnokov Yu.N. Application of quaternions in the theory of orbital
motion of an artificial satellite. I // Cosmic Research, Vol. 30, No. 6,
1992, pp. 612-621.
22. Челноков Ю.Н. Применение кватернионов в теории орбитального движения
искусственного спутника. II // Космические исследования. 1993. T. 31.
Вып. 3. С. 3-15.
Chelnokov Yu.N. Application of quaternions in the theory of orbital
motion of an artificial satellite. II // Cosmic Research, Vol. 31, No.
3, 1993, pp. 409-418.
23. Челноков Ю.Н. Кватернионная регуляризация и стабилизация
возмущенного центрального движения. Ч. 1 // Изв. РАН. Механика твердого
тела. 1993. № 1. С. 20-30.
Chelnokov Yu.N. Quaternion regularization and stabilization of perturbed
central motion. I // Mechanics of Solids. Vol. 28, No. 1, 1993, pp.
16-25.
24. Челноков Ю.Н. Кватернионная регуляризация и стабилизация
возмущенного центрального движения. Ч. 2 // Изв. РАН. Механика твердого
тела. 1993. № 2. С. 3-11.
Chelnokov Yu.N. Quaternion regularization and stabilization of perturbed
central motion. II // Mechanics of Solids. Vol. 28, No. 2, 1993, pp.
1-12.
25. Челноков Ю.Н. Кватернионное решение кинематических задач управления
ориентацией твердого тела: Уравнения движения, постановка задач,
программное движение и управление // Изв. РАН. Механика твердого тела.
1993. № 4. С. 7-14.
Chelnokov Yu.N. Quaternion solution of kinematic problems of control of
orientation of rigid bodies: Equations of motion, problem statements,
programmed motion and control // Mechanics of Sol-ids. Vol. 33, No. 5,
1993, pp. 4-10.
26. Челноков Ю.Н. Кватернионное решение кинематических задач управления
ориентацией твердого тела: Уравнения ошибок, законы и алгоритмы
коррекции (стабилизации) // Изв. РАН. Механика твердого тела. 1994. № 4.
С. 3-12.
Chelnokov Yu.N. Quaternion solution of kinematic problems on controlling
the orientation of rigid bodies: Error equations, laws and algorithms of
correction (stabilization) // Mechanics of Solids. Vol. 33, No. 4, 1994,
pp. 1-9.
27. Челноков Ю.Н. Управление ориентацией космического аппарата,
использующее кватернионы // Космические исследования. 1994. T. 32. Вып.
3. С. 21-32.
Chelnokov Yu.N. Spacecraft attitude control using quaternions // Cosmic
Research, Vol. 32, No. 3, 1994, pp. 244-253.
28. Панков А.А., Челноков Ю.Н. Исследование кватернионных законов
кинематического управления ориентацией твердого тела по угловой скорости
// Изв. РАН. Механика твердого тела. 1995. № 6. С. 3-13.
Pankov A.A., Chelnokov Yu.N. Investigation of quaternion laws of
kinematic control of solid body orientation in angular velocity //
Mechanics of Solids. Vol. 33, No. 6, 1995, pp. 3-13.
29. Челноков Ю.Н. Кватернионный синтез нелинейного управления
ориентацией движущегося объекта // Изв. РАН. Теория и системы управления.
1995. № 2. С. 145-150.
Chelnokov Yu.N. Quaternion research laws kinematic managements of
orientation of a rigid body on angular speed // Journal of Computer and
Systems Sciences International. Vol. 40, No. 4, 1995, pp. 655-661.
30. Челноков Ю.Н. Кватернионы и динамика управляемого движения твердого
тела // Изв. РАН. Механика твердого тела. 1996. № 2. С. 13-23.
Chelnokov Yu.N. Quaternions and dynamics of controlled motion of a rigid
body // Mechanics of Solids. Vol. 31, No. 2, 1996, pp. 11-19.
31. Сапунков Я.Г., Челноков Ю.Н. Построение оптимальных управлений и
траекторий космического аппарата на основе регулярных кватернионных
уравнений задачи двух тел // Космические исследования. 1996. Т. 34. № 2.
С. 150-158.
Sapunkov Ya.G., Chelnokov Yu.N. Design of optimum control strategies and
trajectories of a Spacecraft with the regular quaternion equations of
the two body problem // Cosmic Research, Vol. 34, No. 2, 1996, pp.
137-145.
32. Челноков Ю.Н., Юрко В.А. Кватернионное построение оптимальных
управлений и траекторий движения космического аппарата в ньютоновском
гравитационном поле // Изв. РАН. Механика твердого тела. 1996. № 6. С.
3-13.
Chelnokov Yu.N., Yurko V.A. Quaternion construction of optimum
managements and trajectories of movement of a space vehicle in the
newtonian gravitational field // Mechanics of Solids. Vol. 33, No. 6,
1996, pp. 1-12.
33. Челноков Ю.Н. Построение оптимальных управлений и траекторий
движения космического аппарата, использующее кватернионное описание
пространственной ориентации орбиты // Космические исследования. 1997. Т.
35. № 5. С. 534-542.
Chelnokov Yu.N. Construction of optimum control and trajectories of
spacecraft flight by employing quaternion description of orbit spatial
orientation // Cosmic Research, Vol. 35, No. 5, 1997, pp. 499-507.
34. Челноков Ю.Н. Кватернионы и связанные с ними преобразования в
динамике симметричного твердого тела. Ч. 1 // Изв. РАН. Механика
твердого тела. 1997. № 6. С. 3-16.
Chelnokov Yu.N. Quaternions and related transformations in dynamics of a
symmetric rigid body. I // Mechanics of Solids. Vol. 32, No. 6, 1997,
pp. 1-11.
35. Челноков Ю.Н. Кватернионы и связанные с ними преобразования в
динамике симметричного твердого тела. Ч. 2 // Изв. РАН. Механика
твердого тела. 1998. № 5. С. 3-18.
Chelnokov Yu.N. Quaternions and related transformations in dynamics of a
symmetric rigid body. II // Mechanics of Solids. Vol. 33, No. 5, 1998,
pp. 1-12.
36. Челноков Ю.Н. Оптимальное управление движением космического аппарата
в ньютоновском гравитационном поле: Применение кватернионов для описания
ориентации орбиты // Космические исследования. 1999. Т. 37. № 4. С.
433-442.
Chelnokov Yu.N. Optimal control of spacecraft motion in the newtonian
gravitational field: ap-plication of quaternions to describe orbit
orientation // Cosmic Research, Vol. 37, No. 4, 1999, pp. 409-418.
37. Челноков Ю.Н. Применение кватернионов в механике космического полёта
// Гироскопия и навигация. 1999. № 4(27). С. 47-66.
38. Челноков Ю.Н. Применение кватернионов в задачах оптимального
управления движением центра масс космического аппарата в ньютоновском
гравитационном поле. Ч. 1 // Космические исследования. 2001. Т. 39. № 5.
С. 502-517.
Chelnokov Yu.N. The use of quaternions in the optimal control problems
of motion of the center of mass of a spacecraft in a newtonian
gravitational field: I // Cosmic Research, Vol. 39, No. 5, 2001, pp.
470-484.
39. Челноков Ю.Н., Батурин В.В., Пейсахович Г.А., Рудаков Р.Н., Садомцев
Ю.В., Уткин Г.В., Федосеев С.В. Управление движением космического
платформенного комплекса. Ч. I. Математическая модель комплекса // Изв.
РАН. Теория и системы управления. 2001. № 4. С. 153-160.
Yu. N. Chelnokov, V.V. Baturin, G.A. Peisakhovict, R.N. Rudakov, Yu.V.
Sadomtsev, G.V. Utkin, S.V. Fedoseev. Motion control for a space
platform complex. I. Mathematical model of the complex // Journal of
Computer and Systems Sciences International. Vol. 40, No. 4, 2001, pp.
655-662.
40. Челноков Ю.Н., Зубенко Г.И., Молоденков А.В., Пейсахович Г.А.,
Садомцев Ю.В., Уткин Г.В., Федосеев С.В. Управление движением
космического платформенного комплекса. Ч. II. Алгоритмы ориентации,
программного управления и наведения // Изв. РАН. Теория и системы
управления. 2001. № 5. С. 159-167.
Yu.N. Chelnokov, G.I. Zubenko, A.V. Molodenkov, G.A. Peisakhovict, Yu.V.
Sadomtsev, G.V. Utkin, S.V. Fedoseev. Motion control for a space
platform complex. II. Algorithms for orientation, programmed control,
and guidance // Journal of Computer and Systems Sciences International.
Vol. 40, No. 5, 2001, pp. 829-838.
41. Садомцев Ю.В., Челноков Ю.Н, Уткин Г.В., Федосеев С.В. Управление
движением космического платформенного комплекса. Ч. III. Дискретная
коррекция контура наведения // Изв. РАН. Теория и системы управления.
2002. № 1. С. 146-154.
Yu.V. Sadomtsev, Yu.N. Chelnokov, G.V. Utkin, S.V. Fedoseev. Motion
control for a space plat-form complex. III. Discrete correction of the
guidance contour // Journal of Computer and Systems Sci-ences
International. Vol. 41, No. 1, 2002, pp. 141-149.
42. Садомцев Ю.В., Челноков Ю.Н., Зубенко Г.И., Федосеев С.В. Управление
движением космического платформенного комплекса. Ч. IV. Режим калибровки
камер научной аппаратуры // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2002.
№ 2. С. 140-150.
Yu.V. Sadomtsev, Yu.N. Chelnokov, G.I. Zubenko, S.V. Fedoseev. Motion
control for a space platform complex. IV. Regime of calibration of
camera of scientific devices // Journal of Computer and Systems Sciences
International. Vol. 41, No. 2, 2002, pp. 300-311.
43. Челноков Ю.Н., Молоденков А.В., Алешин И.Н., Батурин В.В.,
Пейсахович Г.А., Садомцев Ю.В., Уткин Г.В. Управление движением
космического платформенного комплекса. Ч.V. Алгоритмы юстировки
комплекса // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2002. № 3. С.
132-139.
Yu. N. Chelnokov, A.V. Molodenkov, I.N. Aleshin, V.V. Baturin, G.A.
Peisakhovict, Yu.V. Sadomtsev, G.V. Utkin. Motion control for a space
platform complex. V. Algorithms for adjustment of the complex // Journal
of Computer and Systems Sciences International. Vol. 41, No. 3, 2002,
pp. 462-470.
44. Челноков Ю.Н. Построение управлений угловым движением твердого тела,
использующее кватернионы и эталонные формы уравнений переходных
процессов. Ч.1 // Изв. РАН. Механика твердого тела. 2002. № 1. С. 3-17.
Chelnokov Yu.N. Construction of attitude controls of a rigid body using
quaternions and reference forms of equations of transients. I //
Mechanics of Solids. Vol. 37, No. 1, 2002, pp. 1-12.
45. Челноков Ю.Н. Построение управлений угловым движением твердого тела,
использующее кватернионы и эталонные формы уравнений переходных
процессов. Ч. 2 // Изв. РАН. Механика твердого тела. 2002. № 2. С. 3-17.
Chelnokov Yu.N. Construction of attitude controls of a rigid body using
quaternions and reference forms of equations of transients. II //
Mechanics of Solids. Vol. 37, No. 2, 2002, pp. 3-16.
46. Челноков Ю.Н. Применение кватернионов в задачах оптимального
управления движением центра масс космического аппарата в ньютоновском
гравитационном поле. Ч. 2 // Космиче-ские исследования. 2003. Т. 41. №
1. С. 92-107.
Chelnokov Yu.N. The Use of Quaternions in the Optimal Control Problems
of Motion of the Cen-ter of Mass of a Spacecraft in a Newtonian
Gravitational Field: II // Cosmic Research. Vol. 41, No. 1, 2003, pp.
85-99.
47. Челноков Ю.Н. Применение кватернионов в задачах оптимального
управления движением центра масс космического аппарата в ньютоновском
гравитационном поле. Ч. 3 // Космические исследования. 2003. Т. 41. № 5.
С. 460-477.
Chelnokov Yu.N. The Use of Quaternions in the Optimal Control Problems
of Motion of the Center of Mass of a Spacecraft in a Newtonian
Gravitational Field: III // Cosmic Research. Vol. 41, No. 5. 2003, pp.
460-477.
48. Челноков Ю.Н. Об одной концепции в теории устойчивости и управления
движением твердого тела, основывающейся на теоремах Эйлера-Даламбера и
Шаля // Гироскопия и навигация. 2004. № 3(46). Изд-во ЦНИИ «Электроприбор».
С. 107-118.
49. Челноков Ю.Н., Крыщенко Ю.В. Задача оптимального управления
ориентацией орбиты космического аппарата, рассматриваемой как
неизменяемая фигура // Авиакосмическое приборостроение. 2006. № 12. С.
31-36.
50. Челноков Ю.Н., Афанасьева Ю.В. Задача о встрече в центральном
ньютоновском гравитационном поле управляемого космического аппарата с
неуправляемым космическим аппаратом, движущимся по эллиптической
кеплеровской орбите // Известия РАН. Теория и системы управления. 2007.
№ 3. C. 164-179.
Chelnokov Yu.N., Afanasyeva Yu.V. The Problem of Rendezvous of a
Controlled Space Vehicle with an Uncontrolled Space Vehicle Moving along
an Elliptical Keplerian Orbit in the Central Newtonian Gravitational
Field // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2007.
Vol. 46. No. 3, pp. 468-484.
51. Челноков Ю.Н., Анализ оптимального управления движением точки в
гравитационном поле с использованием кватернионов // Известия РАН.
Теория и системы управления. 2007. № 5. С.18-44.
Chelnokov Yu.N. Analysis of Optimal Motion Control for a Material Points
in a Central Field with Application of Quaternions // Journal of
Computer and Systems Sciences International. 2007. Vol. 46. No 5, pp.
688-713.
52. Челноков Ю.Н., Афанасьева Ю.В. Задача оптимального управления
ориентацией орбиты космического аппарата как деформируемой фигурой //
Известия РАН. Теория и системы управления. 2008. № 4. C. 125-138.
Chelnokov Yu.N., Afanasyeva Yu.V. The Problem of Optimal Control orbit
orientation of a Spacecraft as a deform figure // Journal of Computer
and Systems Sciences International. 2008. Vol 47. No 4, pp . 621-634.
53. Челноков Ю.Н., Логинов М.Ю. Дифференциальные уравнения ошибок
корректируемой инерциальной навигационной системы, функционирующей в
нормальной географической системе координат // Мехатроника,
автоматизация, управление. 2009. № 10. С. 64-72.
54. Челноков Ю.Н., Панкратов И.А. Переориентация орбиты космического
аппарата, оптимальная в смысле минимума интегрального квадратичного
функционала качества // Мехатроника, автоматизация, управление.
Управление и автоматика в авиакосмических системах. 2010. № 8. С. 73-78.
55. Челноков Ю.Н., Панкратов И.А. Переориентация круговой орбиты
космического аппарата с тремя точками переключения управления //
Мехатроника, автоматизация, управление. Управление и автоматика в
авиакосмических системах. 2011. № 1. С. 70-73.
56. Панкратов И.А., Челноков Ю.Н. Аналитическое решение дифференциальных
уравнений ориентации круговой орбиты космического аппарата // Изв. Сарат.
ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика. 2011. Т. 11.
Вып. 1. С. 84-89.
57. Зелепукина О.В.. Челноков Ю.Н. Построение оптимальных законов
изменения вектора кинетического момента динамически симметричного
твердого тела // Известия РАН. Механика твердого тела. 2011. № 4. С.
31-49.
O.V. Zelepukina, Yu.N. Chelnokov. Construction of Optimal Laws of
variation in Angular Mo-mentum Vector of a Dynamically Symmetric Rigid
Body // Mechanics of Solids. Vol. 46, No. 4, 2011, pp. 519-533.
58. Челноков Ю.Н. Кватернионная регуляризация в астродинамике и
управление траекторным движением // Вестник Нижегородского университета
им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 4 (5). C. 2583-2585.
59. Панкратов И.А., Сапунков Я.Г., Челноков Ю.Н. Об одной задаче
оптимальной переориентации орбиты космического аппарата // Изв. Сарат.
ун-та. Нов. сер. 2012. Т. 12. Сер. Математика. Механика. Информатика,
вып. 3. С. 87-95.
60. Царегородцева Т.А., Челноков Ю.Н. Применение бикватернионов для
решения прямой задачи кинематики роботов-манипуляторов // Мехатроника,
автоматизация, управление. 2012. № 9. С. 44-48.
61. Челноков Ю.Н. Оптимальная переориентация орбиты космического
аппарата посредством реактивной тяги, ортогональной плоскости орбиты //
Прикладная математика и механика. Т.76. Вып. 6. 2012. С. 897-914.
Yu.N. Chelnokov, «Optimal reorientation of a spacecraft's orbit using a
jet thrust orthogonal to the orbital plane», J. Appl. Math. Mech. 76
(6), 646-657 (2012).
62. Логинов М.Ю., Челноков Ю.Н. Аналитическое решение линейных
дифференциальных уравнений ошибок БИНС для случая неподвижного объекта
// Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 10. С. 55-63
63. Челноков Ю.Н. Бикватернионное решение кинематической задачи
управления движением твердого тела и его приложение к решению обратных
задач кинематики роботов-манипуляторов // Изв. РАН. МТТ. 2013. № 1. С.
38-58.
Yu.N. Chelnokov, «Biquaternion Solution of the Kinematic Control Problem
for the Motion of a Rigid Body and Its Application to the Solution of
Inverse Problems of Robot-Manipulator Kinematics», Mech. Solids. 48 (1),
31-46 (2013)
64. Алешкин В.В., Плотников П.К., Челноков Ю.Н. Определение конфигурации
блока датчиков при асимптотическом оценивании параметров движения //
Мехатроника. Автоматизация. Управление. 2013. № 2. С. 60 – 65.
65. Логинов М.Ю., Ткаченко М.Г., Челноков Ю.Н. Аналитическое решение
линейных дифференциальных уравнений ошибок БИНС, функционирующей в
нормальной географической системе координат, для случая движения вдоль
экватора с постоянной скоростью на постоянной высоте // Изв. Сарат.
ун-та. Нов. сер. 2013. Т. 13. Сер. Математика. Механика. Информатика,
вып.1, ч.1. С. 69-84.
66. Панкратов И.А., Сапунков Я.Г., Челноков Ю.Н. Решение задачи
оптимальной переориентации орбиты космического аппарата с использованием
кватернионных уравнений ориентации орбитальной системы координат // Изв.
Сарат. ун-та. Нов. сер. 2013. Т. 13. Сер. Математика. Механика.
Информатика, вып. 1, ч. 1. С. 84-92.
67. Логинов М.Ю., Челноков Ю.Н. Аналитическое решение линейных
дифференциальных уравнений ошибок БИНС, функционирующей в нормальной
географической системе координат, для случая движения вдоль земной
параллели с постоянной скоростью и на постоянной высоте //
Авиакосмическое приборостроение. 2013. № 6. С. 34-47.
68. Челноков Ю.Н. Кватернионная регуляризация в небесной механике и
астродинамике и управление траекторным движением. I. // Космические
исследования. 2013. Т. 51. № 5. С. 389-401.
Yu.N.Chelnokov. Quaternion Regularization in Celestial Mechanics and
Astrodynamics and Trajectory Motion Control. I // Cosmic Research, 2013,
Vol. 51, No. 5, pp. 350–361.
69. Челноков Ю.Н., Переляев С.Е. Новые уравнения и алгоритмы
функционирования БИНС, построенные с использованием принципов
суперпозиции и перенесения Котельникова-Штуди. В
сборнике: XX Санкт-Петербургская международная конференция по
интегрированным навигационным системам. Сборник материалов конференции.
Под главной редакцией В.Г. Пешехонова. 2013. С. 54-57.
Chelnokov Yu. N., Perelyaev S. E. New equations and algorithms for
operation of strapdown inertial navigation systems based on the
principles of superposition and Kotelnikov-Study transference Scopus
20th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation
Systems, ICINS 2013 - Proceedings, 2013. Pp. 75-79.
70. Бирюков В.Г., Челноков Ю.Н. Построение оптимальных законов изменения
вектора кинетиче-ского момента твердого тела // Изв. РАН. Механика
твердого тела. 2014. № 5. С.3-21.
V.G. Biryukov and 15. Yu.N. Chelnokov, "Construction of Optimal Laws of
Variation of the Angular Momentum Vector of a Rigid Body," Mech. Solids.
49 (5), 479-494 (2014).
71. Челноков Ю.Н. Кватернионная регуляризация в небесной механике и
астродинамике и управ-ление траекторным движением. II // Космические
исследования. 2014. T. 52. № 4. C. 322-336.
Yu.N.Chelnokov. Quaternion Regularization in Celestial Mechanics and
Astrodynamics and Trajectory Motion Control. II // Cosmic Research,
2014, Vol. 52, No. 4, pp. 350–361.
72. Переляев С.Е., Челноков Ю.Н. Новые алгоритмы определения
инерциальной ориентации объекта // Прикладная математика и механика.
Т.78. Вып. 6. 2014. С. 778-789.
S.E. Perelyayev and Yu.N. Chelnokov. New algorithms for determining the
inertial orientation of an object // Journal of Applied Mathematics and
Mechanics, Vol. 78, No. 6, 2014, pp. 560-567.
73. Yu.N. Chelnokov, Ya.G. Sapunkov, I.A. Pankratov. Optimal
reorientation of spacecraft orbit // Archives of Control Sciences.
Volume 24(LX), 2014. No. 2, pages 119–128.
74. Челноков Ю.Н., Переляев С.Е.Новые уравнения и алгоритмы ориентации и
навигации БИНС в четырехмерных кососимметрических операторах. В сборнике:
XXI Санкт-Петербургская между-народная конференция по интегрированным
навигационным системам. Сборник материалов. Санкт-Петербург, 2014. С.
308-312.
Chelnokov Yu. N., Perelyaev S. E. New Equations and Algorithms for
Orientation and Navigations of SDINS with Four-Dimensional
Skew-Symmetric Operators.21th Saint Petersburg International Confer-ence
on Integrated Navigation Systems, ICINS 2014 - Proceedings, 2014. Pp.
365-369.
75. Сапунков Я.Г., Челноков Ю.Н. Построение оптимальных управлений и
траекторий движения центра масс космического аппарата, снабженного
солнечным парусом и двигателем малой тяги, с использованием кватернионов
и переменных Кустаанхеймо-Штифеля // Космические исследования. 2014. T.
52. № 6. C. 489–499.
Ya.G. Sapunkov, Yu.N. Chelnokov. Construction of Optimum Controls and
Trajectories of Motion of the Center of Masses of a Spacecraft Equipped
with the Solar Sail and Low_Thrust Engine, Using Quater-nions and
Kustaanheimo–Stiefel Variables // Cosmic Research, 2014, Vol. 52, No. 6,
pp. 450–460.
76. Е.И. Ломовцева, Ю.Н. Челноков. Дуальные матричные и бикватернионные
методы решения прямой и обратной задач кинематики роботов-манипуляторов
на примере стэнфордского манипулятора. II // Известия Саратовского
университета. Новая серия. Сер. Математика. Механика. Информатика. 2014.
Т. 14, вып. 1. С. 88-95.
77. Челноков Ю.Н. Кватернионная регуляризация в небесной механике и
астродинамике и управ-ление траекторным движением. III // Космические
исследования. 2015. Т. 53. № 5. C. 430-446.
Yu.N.Chelnokov. Quaternion Regularization in Celestial Mechanics,
Astrodynamics, and Trajectory Motion Control. III // Cosmic Research,
2015, Vol. 53, No. 5, pp. 394–409.
78. Челноков Ю.Н., Переляев С.Е., Челнокова Л.А. Сверхбыстрый, быстрый и
медленный циклы алгоритмов ориентации БИНС. В сборнике: Сборник
материалов XXII Санкт-Петербургской международной конференции по
интегрированным навигационным системам. Главный редактор В. Г. Пешехонов.
Санкт-Петербург, 2015. С. 220-224.
79. Нелаева Е.И., Челноков Ю.Н. Решение прямых и обратных задач
кинематики роботов-манипуляторов с использованием дуальных матриц и
бикватернионов на примере стэнфордского манипулятора. Часть 1 //
Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16. № 6. С. 373-380.
80. Нелаева Е.И., Челноков Ю.Н. Решение прямых и обратных задач
кинематики роботов-манипуляторов с использованием дуальных матриц и
бикватернионов на примере стэнфордского манипулятора. Часть 2 //
Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16. № 7. С. 456-463.
Список НИР, проектов и грантов, выполненных под
руководством Ю.Н. Челнокова
Фундаментальные НИР, выполненные в рамках лаборатории механики,
навигации и управления движением ИПТМУ РАН по
программам ОЭММПУ РАН (1990-2015 гг.):
“Кватернионное построение оптимальных управлений и траекторий
космических аппаратов” (ГР № 01.960.0 04385, 1996-1997гг.),
“Анализ и синтез законов управления движением в ньютоновском
гравитационном поле на основе кватернионных методов механики и методов
пространства состояний” (ГР № 01.9.80 0 02098, 1998 - 2000 гг.),
“Разработка теории управления движением на основе кватернионных и
бикватернионных методов механики твердого тела и методов пространства
состояний и ее приложение к управле-нию движением космических аппаратов
и роботов-манипуляторов” (ГР. № 01.2.00 102218, 2001-2003 гг.).
“Разработка кватернионных и бикватернионных моделей и методов механики
твердого тела, методов пространства состояний в задачах динамики и
управления движением” (ГР. № 0120.0 403260, 2004-2006 гг.),
“Кватернионные модели и методы динамики, навигации и управления
движением”, (ГР. № 01.2.007 02554, 2007-2009 гг.).
“Кватернионные модели и методы в задачах механики, навигации и
управления движением” (ГР. № 01201000279, 2010-2012 гг.),
“Исследование проблем механики, навигации и управления движением с
использованием кватернионных и бикватернионных моделей и методов
пространства состояний“ (ГР. № 01201352213, 2013-2015 гг.).
Проекты, гранты:
Проект в области авиационной и ракетно-космической техники “Разработка
теории и алгоритмов инерциальной навигации и управления движением
летательных аппаратов на основе ква-тернионов Гамильтона и
бикватернионов Клиффорда” (1993-1995 гг.).
Проект “Поддержка и развитие учебно-научного центра по проблемам
механики Саратовского научно-образовательного комплекса в области
фундаментальных наук”, раздел “Динамика, устойчивость и управление
движением твердого тела” (по программе “Государственная поддержка
интеграции высшего образования и фундаментальных наук на 1997-2000 гг.”).
Семь трёхгодичных проектов (1993-2014 гг.), поддержанных Российским
фондом фундамен-тальных исследований:
“Разработка кватернионных и бикватернионных моделей, методов и
алгоритмов решения задач механики, навигации и управления движением”
(1993-1995 гг., проект № 93-01-17479),
“Кватернионные модели и методы теории управления движением космических
аппаратов” (1996-1998 гг., проект № 96-01-01251),
“Развитие кватернионных моделей и методов механики космического полета”
(1999-2001 гг., проект № 99-01-00192),
“Кватернионные модели и методы в пространственных нелинейных задачах
оптимального управления движением космических аппаратов” (2002–2004 гг.,
проект № 02-01-00988),
“Кватернионные модели и методы динамики и управления движением
космических аппаратов” (2005–2007 гг., проект № 05-01-00-347),
“Управление движением в космосе с использованием кватернионов”
(2008–2010 гг., проект № 08-01-00-310).
“Исследование проблем механики управляемого движения с использованием
кватернионных и бикватернионных моделей и методов” (2012–2014 гг.,
проект № 12-01-00165)
Двухгодичный проект “Разработка аналитических и численных методов
решения задач оптимального управления пространственным движением
космических аппаратов, использующих кватернионные переменные”,
выполненный в рамках научной программы “Университеты России –
Фундаментальные исследования” (2000-2001 гг.).
Три издательских проекта, выполненных при поддержке Российского фонда
фундаментальных исследований:
издание монографии “Кватернионные и бикватернионные модели и методы
механики твердого тела и их приложения. Геометрия и кинематика движения”
(2005–2006 гг., проект № 05-01-14038-д),
издание монографии “Кватернионные модели и методы динамики, навигации и
управления движением” (2009-2010 гг., проект № 09-01-07022-д),
издание монографии “Кватернионные модели и методы динамики, навигации и
управления движением” (2009 г., проект № 09-01-02002-э_д).
Прикладные НИР, выполненные в рамках Государственного космического
проекта “Марс-94” (1990-1996 гг.) по заказам Всероссийского НИИ
транспортного машиностроения (г. С.-Петербург) и Института космических
исследований РАН (г. Москва), в рамках которых построены математические
модели движения уникального космического комплекса (главный конструктор
комплекса Г.А. Пейсахович), состоящего из трехзвенного манипулятора и
трехосной гиростабилизированной платформы в обращенном торсионном
кардановом подвесе, установленной на выходном звене манипулятора;
разработана теория управления движением комплекса, построены законы и
алгоритмы управления движением для различных режимов работы комплекса,
создано программно-математическое обеспечение для моделирования движения
комплекса и отработки законов и алгоритмов управления его движением.
Прикладные исследования по разработке теории, алгоритмов и
программно-математического обеспечения функционирования бесплатформенных
инерциальных навигационных систем, предназначенных для решения задач
ориентации и навигации летательных и других аппаратов в географической и
ортодромической системах координат. В алгоритмах определения ориентации
ЛА использованы кватернионы Гамильтона, а в дуальных алгоритмах
вычисления параметров инерциальной ориентации ЛА, его абсолютной и
кажущейся скоростей использованы бикватернионы Клиффорда. Эти
исследования выполнены по заказам Конструкторского бюро промышленной
автоматики (г. Саратов, 1984-1990 гг.), ООО НПК “Оптолинк” (г. Москва (Зеленоград),
2006-2009 гг.), ОАО «Концерн «Авионика» (г. Москва, 2011 г.), ООО «Аэроспецпроект»
(г. Жуковский Мос-ковской области, 2012-2013 гг.).