Использование моментов малых сил для управления кинетическим моментом автоматических космических аппаратов с гиросиловыми исполнительными органами Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Решетневские чтения

деления параметров движения КА, повышенной чувствительности получаемого решения к ошибкам в исходных данных и, как следствие, в получении значений параметров орбиты с значительными искажениями, которые иногда могут даже противоречить физическому смыслу решаемой задачи [1; 3].

В перечисленных выше условиях задача определения параметров движения КА по результатам ИТНП относится к классу некорректных обратных измерительных задач, для решения которой требуется применение методов, отличных от используемых в штатных ситуациях. Авторами разработан комплекс методик, алгоритмов и моделей, позволяющий решить указанную задачу.

Библиографические ссылки

1. Бетанов В. В., Кудряшов М. И. Практические подходы к решению некорректных задач с приложениями к навигационно-баллистическому обеспечению управления ИСЗ. М., 1997.

2. Бажинов И. К., Гаврилов В. П., Ястребов В. Д. Навигационное обеспечение полета орбитального комплекса «Салют-6»-«Союз»-«Прогресс». М. : Наука, 1985.

3. Бетанов В. В., Байрамов К. Р., Кудряшов М. И. К применению метода регуляризации при решении некорректных задач определения движения ИСЗ по измерениям текущих навигационных параметров // Изв. Рос. акад. наук. 2009. № 3(61). С. 30-33.

K. R. Bayramov

Military Academy of Strategic Rocket Forces named after Peter the Great, Russia, Moscow

D. N. Popov

Senior Testing Center of Tests and Control of Space Facilities named after G. S. Titov, Russia, Krasnoznamensk

BASIS OF GENERALIZED TECHNOLOGICAL MODEL OF OPERATIONAL DEFINITION OF SPACECRAFT MOTION PARAMETERS

Scientifically grounded concept of a generalized model of operational definition of spacecraft motion parameters, that implies the use of system-technological approach for the synthesis of structure, technology and methodic solutions of implementation ofprocedures of definition of spacecraft motion parameters based on measurements of current navigation parameters is shown in the paper.

© Байрамов К. Р., Попов Д. Н., 2010

УДК 629.78:351.814.3

А. В. Богачев

ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С. П. Королева», Россия, Королев

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОМЕНТОВ МАЛЫХ СИЛ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКИМ МОМЕНТОМ АВТОМАТИЧЕСКИХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С ГИРОСИЛОВЫМИ

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ОРГАНАМИ

Рассматриваются вопросы использования магнитного момента, гравитационного момента и момента сил светового давления на поверхность космического аппарата (КА) для осуществления безрасходного способа управления кинетическим моментом автоматических КА с гиросиловыми исполнительными органами. Приводятся результаты работ в данной области, выполненных Ракетно-космической корпорацией «Энергия» в последние годы.

Рассмотрим использование магнитного момента, гравитационного момента и момента сил светового давления на поверхность космического аппарата (КА) для осуществления безрасходного способа управления кинетическим моментом автоматических космических аппаратов.

Для геостационарных спутников связи серии «Ямал» был разработан ряд новых методов управления, использующих для создания управляющих воздействий силы светового воздействия на поверхности поворотных солнечных батарей (СБ). Управление данными воздействиями осуществляется за счет отклонения СБ на небольшие расчетные углы относительно направления на Солнце.

Для спутника «БелКА» был создан метод управления токами в обмотках трех электромагнитных исполнительных органов (ЭМИО), позволяющий создавать необходимое изменение кинетического момента за счет использования управляющего момента, образующегося при взаимодействии собственного магнитного момента системы ЭМИО с магнитным полем Земли.

Высокая эффективность предложенного метода и его устойчивость к отказам ЭМИО подтверждена результатами численного моделирования.

Также был разработан безрасходный способ управления суммарным кинетическим моментом КА с гиросиловыми исполнительными органами на высо-

Системы управления, космическая навигация и связь

коэллиптической орбите, использующий гравитационный момент и момент сил светового давления. Управление этими моментами осуществляется на части витка, свободной от выполнения целевой задачи, за счет выбора ориентации КА относительно Солнца и Земли. На указанной части орбиты КА ориентируется относительно инерциального базиса, что не требует набора и гашения орбитальной скорости в районе перигея.

Разработанный способ учитывает ряд ограничений по освещению КА Солнцем, предъявляемых системами терморегулирования и электропитания, а также условиями работы целевой аппаратуры. Он также позволяет исключить использование двигателей для компенсации моментов внешних сил, действующих на КА.

Эффективность и работоспособность данного способа подтверждена результатами численного моделирования.

A. V. Bogachev

JSC Energia Rocket and Space Public Corporation named after S. P. Korolev, Russia, Korolev

USING OF TORQUES PRODUCED BY MINOR FORCES FOR KINEMATIC MOMENTUM CONTROL OF AUTOMATIC SPACECRAFTS WITH GYROFORSE ACTUATING DEVICES

The questions of using of magnetic torque, gravitational torque and force torque of light pressure on spacecraft surface for implementation of non-flow way of kinematic momentum control of automatic spacecrafts with gyroscopic actuating devices are considered. The results that have been recently achieved in this area in Energia Rocket and Space Corporation are presented.

© EoraneB A. B., 2010

УДК 62.531.6; 62.533.7

А. Г. Веретнов, В. В. Кибардин Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

СИНТЕЗ НАБЛЮДАТЕЛЕЙ ПОЛНОГО ПОРЯДКА

Рассмотрен анализ и синтез наблюдателя состояний полного порядка с помощью пакета прикладных программ MATLAB + Simulink для электромеханического объекта.

Анализ и синтез систем управления во временной области требует знания математической модели объекта управления, которая может быть представлена в терминах «вход - переменная состояния - выход». Под переменными состояния х(Г) обычно понимают совокупность физических переменных, значения которых, наряду с входными u(t) и выходными у({) переменными, определяют ее будущее состояние [1].

На практике не все переменные состояния могут быть измерены, так как нет соответствующих датчиков или их просто нельзя установить на объекте управления (например, датчик Холла для измерения характеристик магнитного поля электрической машины). В таких случаях те переменные, которые не могут быть измерены непосредственно, подлежат оценке на основании измеряемых переменных.

Рис. 1. Структурные схемы набора электромеханического объекта, системы с наблюдателем полного порядка и системы с оптимальными обратными связями