Исследование проблемы «перевёрнутой ориентации» в системе стабилизации космического аппарата с нелинейными датчиками
Авторы: Симоньянц Р.П., Тарасов В.А.
Опубликовано в выпуске: #1(97)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-1-1951
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Показано, что в релейной системе стабилизации космического аппарата вследствие нелинейности датчика угла типа «ограничение поля зрения» под действием гравитационного момента возможен аварийный режим «перевернутой ориентации». Для упрощенной модели плоского движения выполнено структурное разбиение фазового цилиндра на области с траекториями различных типов. Рассмотрена процедура синтеза границ, отделяющих область, из которой система переходит в режим штатной ориентации, от области, из которой она входит в аварийный режим. Найдены аналитические условия возникновения аварийных режимов, на основе которых могут быть синтезированы предотвращающие их алгоритмы.
Литература
[1] Белецкий В.В. О либрации спутника. Искусственные спутники Земли, 1959, вып. 3, с. 13–31.
[2] Likins P.W., Roberson R.E. Uniqueness of Equilibrium Attitudes for Earth- Pointing Satellites. J. Astronaut Sci., 1966, vol. 13, no. 2, pp. 87–88.
[3] Богачев А.В., Воробьева Е.А., Зубов Н.Е., Микрин Е.А., Мисриханов М.Ш., Рябченко В.Н., Тимаков С.Н. Разгрузка кинетического момента инерционных исполнительных органов космического аппарата в канале тангажа. Известия РАН. Теория и системы управления, 2011, № 3, с.132–139.
[4] Герман А.Д., Гутник С.А., Сарычев В.А. Динамика спутника под действием гравитационного и постоянного моментов. Известия РАН. Теория и системы управления, 2017, № 1, с. 128-140. DOI: 10.7868/S0002338816060056
[5] Раушенбах Б.В., Токарь Е.Н. Управление ориентацией космических аппаратов. Москва, Наука, 1974, с. 269–270.
[6] Гаушус Э.В. Исследование динамических систем методом точечных преобразований. Москва, Наука, 1974, с. 135–136.
[7] Симоньянц Р.П., Аверьянов П.В. Синтез релейного управления ориентацией и стабилизации космического аппарата, обеспечивающий высокое качество без применения датчиков скорости. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2018, № 3, с. 104–119. DOI: 10.18698/0236-3933-2018-3-104-119
[8] Севастьянов Н.Н. Построение режимов ориентации без датчиков угловой скорости на СС «Ямал-200». Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, 2013, № 3 (23), с. 104–110.
[9] Сумароков А.В. Резервные режимы ориентации спутников связи серии Ямал с использованием наземных радиоизмерений. Дис. ... канд. физ.-мат. наук. Москва, 2008, 115 с.
[10] 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.
[11] Bulut Y. Applied Kalman Filter Theory. Civil Engineering Dissertations. Northeastern University, Boston, Massachusett, 2011, рaper 13.
[12] Олейник А.С., Зубов Н.Е., Рябченко В.Н. Определение углового положения космического аппарата в режиме орбитальной стабилизации по результатам измерений датчика угловой скорости. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015, № 9. DOI: 10.7463/0915.0802772
[13] Симоньянц Р.П. Обеспечение качества процессов управления в релейной системе без датчика скорости. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, № 10. DOI: 10.7463/1014.0729606
[14] Фалдин Н.В., Феофилов С.В. Исследование периодических движений в релейных системах, содержащих звенья с ограничителями. Известия РАН. Теория и системы управления, 2007, № 2, с. 15–27.
[15] Андронов А.А., Леонтович Е.А., Гордон И.И., Майер А.Г. Качественная теория динамических систем второго порядка. Москва, Наука, 1966, 568 с.
[16] Шильников Л.П., Шильников А.Л., Тураев Д.В., Чуа Л. Методы качественной теории в нелинейной динамике. Москва, Ижевск, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2009, 548 с.