Способ восстановления курсовой ориентации космического аппарата с использованием орбитального гирокомпаса

Инженерный журнал: наука и инновации

# 5·2017 1

УДК 62-50 DOI 10.18698/2308-6033-2017-5-1621

Способ восстановления курсовой ориентации

космического аппарата с использованием

орбитального гирокомпаса

А.И. Поцеловкин, Д.В. Фокин

ОАО «ВПК «НПО машиностроения», г. Реутов, Московская обл., 143966, Россия

Разработка алгоритмов управления угловой ориентации и стабилизации орби-

тального космического аппарата — одно из наиболее актуальных и динамично

развивающихся направлений в области космонавтики и теории управления. Осо-

бую роль в алгоритме приведения связанной системы координат к орбитальной

системе координат играет этап курсового движения. Существующие системы

ориентации, в состав которых входит орбитальный гирокомпас, не имеют пере-

ходных процессов должного качества. Для таких систем необходимо решить за-

дачу сокращения времени построения орбитальной системы координат в канале

курса и повышения качества переходного процесса в целом. В данной работе про-

веден анализ «классического» метода орбитального гирокомпасирования и указа-

ны его недостатки. Предложен новый способ восстановления курсовой ориента-

ции с использованием орбитального гирокомпоса, который существенно сокраща-

ет время и улучшает качество переходных процессов. Представлены графики,

отражающие поведение космического аппарата в процессе восстановления курсо-

вой ориентации с использованием предложенного метода.

Ключевые слова:

восстановление курсовой ориентации, орбитальный гирокомпас,

орбитальное гирокомпасирование, система управления движением, космический аппа-

рат, угловое движение, ориентация, стабилизация, программный курсовой поворот

Введение.

Впервые решение вопроса восстановления курсовой

ориентации космического аппарата (ВКО КА) было предложено в

1959 г. в кандидатской диссертации Е.Н. Токаря, создателя отече-

ственного гироорбитанта. Разработанная им система стала классиче-

ской для серий советских КА первого поколения («Восток», «Вос-

ход», «Зенит», «Алмаз») и просуществовала вплоть до наступления

эпохи бесплатформенных систем. Развитие теории систем на базе ги-

рообитанта нашло отражение в трудах многих отечественных авто-

ров [1–4]. Основной недостаток таких систем заключается в том, что

для ВКО с помощью гирообитанта характерны затянутое время и

низкое качество переходного процесса.

Аналогичная проблема возникла с изобретением орбитального ги-

рокомпаса (ОГК) [5], построенного на базе гироинтеграторов угловых

скоростей, а в дальнейшем — на основе гироскопических датчиков уг-

ловых скоростей по бесплатформенному принципу. В работе [6] авто-