Е.С. Лобусов, А.В. Фомичев
2
1. Формирование общей структуры (блок-схемы) системы
управления и взаимодействие ее компонент на борту МКА.
В
рамках приводимой на рис. 1 блок-схемы можно сформировать раз-
личные варианты режимов углового управляемого движения и полу-
чить информацию о движении центра масс [11, 13]. Отметим, что
блок МКА на рис. 1 включает в себя исполнительные устройства, со-
здающие управляющие моменты.
Сама приводимая структура построена с использованием кинема-
тического принципа [3, 7], при котором свойства динамического кон-
тура считаются идеальными.
На рис. 2 указаны только некоторые из режимов управляемого
движения МКА, относящиеся, в основном, к его режимам ориента-
ции [1, 4, 7, 13]. Но данные режимы обеспечивают выполнение ряда
важных целевых задач: мониторинг поверхности Земли, передача
данных, проведение различного рода исследований (например, маг-
нитного поля Земли) и т. д.
Выясним основные моменты приводимой структуры (см. рис. 1).
Корректируемый контур угловой кинематики
позволяет по-
высить точность интегрирования кинематических уравнений углово-
го движения периодическим использованием точных сигналов об уг-
ловом положении МКА от звездного датчика (ЗД) [1].
Частота интегрирования кинематических уравнений углового
движения составляет довольно большое значение (100…400 Гц), что
позволяет считать обработку практически непрерывной.
Однако данные от ЗД об угловом положении МКА в инерциаль-
ной системе координат (ИСК) в виде кватерниона поступают со зна-
чительно меньшей частотой (не более 10 Гц). Поэтому для восста-
новления непрерывного сигнала от ЗД возникает потребность в ис-
пользовании экстраполятора первого порядка. На рис. 3 приведена
блок-схема контура коррекции.
Кинематические уравнения углового движения (блок КИН) на
рис. 3 представлены с помощью кватернионов. Здесь обозначено:
δ
ω
nw
— собственная погрешность ВИУС,
δ
B
— кватернион текущего
углового положения. Формирование закона коррекции может быть
выполнено при использовании различных подходов.
Так как исходные уравнения углового движения являются нели-
нейными, то воспользуемся линеаризованным описанием для схемы,
представленной на рис. 3. Затем адаптируем общую структуру обра-
ботки с помощью фильтра Калмана [5, 10] на рассматриваемый слу-
чай коррекции уравнений углового движения. На рис. 4 показаны
следующие, используемые при коррекции, координатные базисы:
B̂
— вычисляемый базис углового положения,
В
— базис точного уг-
лового положения,
γ
— инерциальный базис.
