Особенности управления ориентацией космического аппарата, оборудованного инерционными исполнительными органами
Аннотация
Исследуются вопросы корректного задания времени оптимального разворота космического аппарата (КА) из произвольного начального в заданное конечное угловое положение. Рассмотрен случай, когда разворот выполняется с минимальным значением кинетического момента КА. Оптимальное управление находится в классе регулярных движений. Предполагается, что динамика вращения КА во время разворота соответствует известному способу управления [1], включающему максимально быструю раскрутку КА, вращение с постоянным модулем кинетического момента и максимально быстрое гашение кинетического момента. Представлены формализованные уравнения и даны расчетные выражения для определения оптимальной длительности маневра переориентации при известных массоинерционных характеристиках КА, если управление ориентацией осуществляется инерционными исполнительными органами (системой силовых гироскопов, гиродинами). Приводится условие для определения момента начала торможения, использующее текущие параметры движения (по информации об угловом положении КА и измерениям угловой скорости), что значительно повышает точность приведения КА в требуемое положение. Работа является продолжением [1, 2].
Ключевые слова
космический аппарат,
ориентация,
управление,
силовые гироскопы,
spacecraft,
attitude,
control,
powered gyroscopes
Об авторе
М. В. Левский
Научно-исследовательский институт космических систем имени А. А. Максимова - филиал ГКНПЦ им. М. В. Хруничева
Россия
Россия
Список литературы
1. Левский М. В. Некоторые вопросы оптимального по времени управления программным разворотом космического аппарата // Космические исследования. 2011. Т. 49. Вып. 6.
2. Левский М. В. Об одном случае оптимального управления пространственной ориентацией космического аппарата // Известия РАН. Теория и системы управления. 2012. № 4.
3. Раушенбах Б. В., Токарь Е. Н. Управление ориентацией космических аппаратов. М.: Наука, 1974.
4. Левский М. В. Решение задачи оптимального управления разворотом КА в рамках класса регулярных движений // Космонавтика и ракетостроение. 1999. № 16.
5. Бранец В. Н., Шмыглевский И. П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука, 1973.
6. Левский М. В. Способ управления разворотом космического аппарата. Патент на изобретение РФ № 2093433 // Бюллетень "Изобретения. Заявки и патенты". 1997. № 29.
7. Каструччио И. Цифровая система стабилизации орбитальной космической станции "Скайлэб" // Вопросы ракетной техники. 1973. № 10.
8. Сарычев В. А., Беляев М. Ю., Зыков С. Г., Сазонов В. В., Тесленко В. П. Математические модели процессов поддержания ориентации орбитальной станции "Мир" с помощью гиродинов. М.: Препринт ИПМ им. М. В. Келдыша АН СССР. 1989. № 10.
9. Ковтун В. С., Митрикас В. В., Платонов В. Н., Ревнивых С. Г., Суханов Н. А. Математическое обеспечение проведения экспериментов при управлении ориентацией космического астрофизического модуля "Гамма" // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1990. № 3.
10. Сарычев В. А., Беляев М. Ю., Зыков С. Г., Зуева Е. Ю., Сазонов В. В., Сайгираев Х. У. О некоторых задачах управления ориентацией орбитального комплекса "Мир - Квант-1 - Квант-2" // Тр. XXV чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К. Э. Циолковского. Секция "Проблемы ракетной и космической техники". М.: ИИЕТ им. С. И. Вавилова РАН, 1991.
11. Левский М. В. К вопросу оптимального успокоения вращения космического аппарата // Известия РАН. Теория и системы управления. 2011. № 1.
12. Алексеев К. Б., Бебенин Г. Г. Управление космическими летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1974.
13. Левский М. В. Управление пространственным разворотом космического аппарата с минимальным значением функционала пути // Космические исследования. 2007. Т. 45, Вып. 3.
Для цитирования:
Левский М.В. Особенности управления ориентацией космического аппарата, оборудованного инерционными исполнительными органами. Мехатроника, автоматизация, управление. 2015;16(3):188-195. https://doi.org/10.17587/mau.16.188-195
For citation:
Levskii M.V. Features of Attitude Control of a Spacecraft, Equipped with Inertial Actuators. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2015;16(3):188-195. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.16.188-195
Просмотров: 27
Послать статью по эл. почте 