2 / 15
Д.В. Павлов, Д.С. Петров
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2016
В составе КМС и НКО используются математические модели СБС
КА, которые представляют собой программное обеспечение (ПО),
имитирующее реакцию СБС КА на поступающие управляющие
воздействия. ПО моделей СБС КА исполняется на компьютерах с
аппаратными интерфейсами, обеспечивающими прием управляющих
воздействий как от БВС, так и от другой аппаратуры через устройства
двусторонней передачи дискретных и аналоговых сигналов.
Далее под математической моделью будем понимать именно
компьютерную программу, обеспечивающую расчет параметров
исследуемой системы (ИС).
Математические модели СБС КА разрабатывают настолько
детально, насколько этого требует решаемая задача. Так, на НКО
используются математические модели, выполняющие расчет всех
существенных параметров, используемых БВС моделируемого КА, в
состав КМС входят математические модели, выполняющие дополни-
тельно расчет всех существенных телеметрируемых параметров КА.
Математические модели, используемые как на НКО, так и на
КМС, разрабатываются с приближением сосредоточенных пара-
метров [4]. При таком моделировании декларируется несуществен-
ность пространственной протяженности объектов, что позволяет
представить вектор состояния (ВС) ИС в виде конечного набора
числовых величин, а математическое описание ИС — в виде набора
алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений.
Несмотря на то, что приближение сосредоточенных параметров
является не столь детальным, как, например, метод конечных элементов
(МКЭ), активно применяемый при проектировании и разработке
ракетно-космической техники [5–7], его использование оправдано при
проектировании КА, отработке алгоритмов БВС, испытаниях КА, для
информационного обеспечения управления полетом КА, включая
отработку методик управления и идентификацию СБС КА. Наиболее
значительно преимущества приближения с сосредоточенными
параметрами проявляются при решении оптимизационных задач —
определении проектного облика и идентификации СБС КА, поиске
оптимального управления КА, — когда применение МКЭ невозможно
вследствие недостатка исходных данных.
Приближение сосредоточенных параметров подразумевает
описание физических взаимодействий (ФВ), существенных для
работы ИС, способом, удобным для разработчика модели при
решении конкретной задачи. В связи с этим проблема формализации
процесса такого моделирования является сложной: для ее решения
необходимо изобрести универсальный подход, применение которого
окажется удобным для широкого спектра задач, моделирования с
сосредоточенными параметрами. В то же время отсутствие формаль-