<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.17.57-66</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-252</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>УПРАВЛЕНИЕ В АВИАКОСМИЧЕСКИХ И МОРСКИХ СИСТЕМАХ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>CONTROL IN AEROSPACE SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Алгоритм синтеза терминального управления выставкой космического аппарата в инерциальную систему координат</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Terminal Intertial Attitude Control for a Spacecraft</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Зубов</surname><given-names>Н. Е.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zubov</surname><given-names>N. E.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">nikolay.zubov@rsce.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ли М.</surname><given-names>В</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Li M.</surname><given-names>V</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">marat.li@rsce.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ли Е.</surname><given-names>К</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Li E.</surname><given-names>K</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">elen.k.lee@student.bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Микрин</surname><given-names>Е. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mikrin</surname><given-names>E. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">eugeny.mikrin@rsce.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рябченко</surname><given-names>В. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ryabchenko</surname><given-names>V. N.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">rvn@mes-centra.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана; ОАО "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С. П. Королева<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Bauman Moscow State Technical University; Energia Rocket and Space Corporation<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru">ОАО "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С. П. Королева<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Energia Rocket and Space Corporation<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="ru">Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Bauman Moscow State Technical University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>17</volume><issue>1</issue><fpage>57</fpage><lpage>66</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/252">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/252</self-uri><abstract><p>Получен алгоритм синтеза терминального управления выставкой космического аппарата в инерциальную систему координат. Алгоритм основан на определении программных значений компонент вектора угловой скорости и решении задач их стабилизации, а также достижения требуемой конечной ориентации космического аппарата. Приведены в детерминированной постановке результаты математического моделирования, показывающие успешную работу предлагаемого алгоритма и высокую точность терминального управления для широкого диапазона начальных условий выполнения маневра.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>This paper addresses a terminal control scheme for a basic attitude maneuver of a spacecraft, formation of an "inertial attitude" mode in the finite time bounds. The algorithm is based on determination of the angular velocity program values. This determination uses the analytical expressions obtained by means of the boundary solution proposed in the authors' previous works. The solution assumes discrete model parameters' identification by the modal control decomposition method in the observer synthesis. The further stabilization of the attitude and angular velocity parameters is necessary. The angular motion control process is described by the kinematic equations in Rodrigues-Hamilton parameters and Euler's dynamic equations. Analytical solution of the kinematic equations with the constant values of the angular velocity is used to determine the program values of the angular velocity. This allows us to obtain new values of the program angular velocity in every onboard computer cycle. These values ensure forming up of the inertial attitude for the given time. The next step is to calculate an appropriate momentum control values. Linearized Euler's equations are used to get the control values. Linearization is performed at every cycle of the onboard computer. It gives a high degree approximation to the nonlinear model of a spacecraft angular motion. All the synthesized control laws and observer feedback coefficient matrices have simple analytic forms and can be implemented on the onboard digital computer for a real-time execution to form-up the inertial attitude mode. Numerical examples are presented to demonstrate the successful work of the developed control algorithms for a wide variety of the initial conditions (initial attitude, maneuver time) in the inertial coordinate system.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>инерциальная ориентация</kwd><kwd>математическая модель космического аппарата</kwd><kwd>терминальное управление</kwd><kwd>синтез программных значений угловой скорости</kwd><kwd>inertial attitude</kwd><kwd>mathematical model of spacecraft</kwd><kwd>finite-time control</kwd><kwd>synthesis of the angular velocity program values</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Голубев Ю. Ф. Алгебра кватернионов в кинематике твердого тела // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2013. № 39. 23 с. URL: http://library.keldysh.ru/preprmt.asp?iв=2013-39</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Голубев Ю. Ф. Алгебра кватернионов в кинематике твердого тела // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2013. № 39. 23 с. URL: http://library.keldysh.ru/preprmt.asp?iв=2013-39</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубов Н. Е. Оптимальное управление терминальной переориентации КА на основе алгоритма с прогнозирующей моделью // Космические исследования. 1991. Т. 29. № 3. С. 340-350.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зубов Н. Е. Оптимальное управление терминальной переориентации КА на основе алгоритма с прогнозирующей моделью // Космические исследования. 1991. Т. 29. № 3. С. 340-350.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 712 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 712 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Воробьева Е. А., Зубов Н. Е., Микрин Е. А. и др. Синтез стабилизирующего управления космическим аппаратом на основе обобщенной формулы Аккермана // Изв. РАН. ТиСУ. 2011. № 1. С. 96-106.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Воробьева Е. А., Зубов Н. Е., Микрин Е. А. и др. Синтез стабилизирующего управления космическим аппаратом на основе обобщенной формулы Аккермана // Изв. РАН. ТиСУ. 2011. № 1. С. 96-106.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш. и др. Идентификация положения равновесной ориентации международной космической станции как задача матричного пополнения с устойчивостью // Изв. РАН. ТиСУ. 2012. № 2. С. 130-144.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш. и др. Идентификация положения равновесной ориентации международной космической станции как задача матричного пополнения с устойчивостью // Изв. РАН. ТиСУ. 2012. № 2. С. 130-144.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Рябченко В. Н., Олейник А. С., Ефанов Д. Е. Оценка угловой скорости космического аппарата в режиме орбитальной стабилизации по результатам измерений датчика местной вертикали // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. "Приборостроение". 2014. № 5. С. 3-17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Рябченко В. Н., Олейник А. С., Ефанов Д. Е. Оценка угловой скорости космического аппарата в режиме орбитальной стабилизации по результатам измерений датчика местной вертикали // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. "Приборостроение". 2014. № 5. С. 3-17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш., Рябченко В. Н. Синтез законов управления космическим аппаратом, обеспечивающих оптимальное размещение полюсов замкнутой системой управления // Изв. РАН. ТиСУ. 2012. № 3. С. 98-111.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш., Рябченко В. Н. Синтез законов управления космическим аппаратом, обеспечивающих оптимальное размещение полюсов замкнутой системой управления // Изв. РАН. ТиСУ. 2012. № 3. С. 98-111.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш. и др. Применение алгоритма точного размещения полюсов при решении задач наблюдения и идентификации в процессе управления движением космического аппарата // Изв. РАН. ТиСУ. 2013. № 1. С. 135-151.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш. и др. Применение алгоритма точного размещения полюсов при решении задач наблюдения и идентификации в процессе управления движением космического аппарата // Изв. РАН. ТиСУ. 2013. № 1. С. 135-151.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш. и др. Модификация метода точного размещения полюсов и его применение в задачах управления движением космического аппарата // Изв. РАН. ТиСУ. 2013 г. № 2. С. 118-132.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш. и др. Модификация метода точного размещения полюсов и его применение в задачах управления движением космического аппарата // Изв. РАН. ТиСУ. 2013 г. № 2. С. 118-132.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш., Олейник А. С., Рябченко В. Н. Терминальное релейно-импульсное управление линейными стационарными динамическими системами // Изв. РАН. ТиСУ. 2014. № 3. С. 134-149.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зубов Н. Е., Микрин Е. А., Мисриханов М. Ш., Олейник А. С., Рябченко В. Н. Терминальное релейно-импульсное управление линейными стационарными динамическими системами // Изв. РАН. ТиСУ. 2014. № 3. С. 134-149.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
