Динамічна модель руху вектора та її застосування в задачах управління космічним апаратом з одновісною орієнтацією
| Єфименко, М, Кудерметов, Р |
| Косм. наука технол. 2024, 30 ;(4):24-33 |
| https://doi.org/10.15407/knit2024.04.024 |
| Мова публікації: Англійська |
Анотація: Об’єкт дослідження: система управління космічного апарата. Предмет дослідження: кватерніонне динамічне рівняння руху довільного нормованого вектора і методи побудови алгоритмів керування одновісною орієнтацією космічного апарата на його основі. У роботі отримано нову динамічну модель руху вектора у зв’язаній системі координат, досліджено її властивості та розглянуто методи вирішення задач одновісної орієнтації із застосуванням цієї моделі. При цьому задача синтезу зводиться до побудови керування для системи, що є сукупністю інтегрувальних ланок другого порядку. У багатьох випадках для таких систем задача синтезу має аналітичний розв’язок. Отримані при цьому алгоритми керування одновісною орієнтацією реалізуються значно простіше, ніж алгоритми, отримані при використанні традиційної моделі. Наведені результати чисельного моделювання, що підтверджують працездатність запропонованого алгоритму.
|
| Ключові слова: кватерніон, космічний апарат, кутова швидкість, одновісна орієнтація, стабілізація, термінальна переорієнтація |
References:
1. Avanzini G., Zavoli A., De Matteis G., Giulietti F. (2022). Single axis pointing for underactuated spacecraft with a residual
angular momentum. Aerospace Sci. and Technology, 124, 107512.
https://doi.org/10.1016/j.ast.2022.107512
2. Curtis H. D. (2020). Orbital Mechanics for Students (4-th ed.). Butterworth-Heinemann, 792 p.
https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102133-0.00006-4
3. Khalili N., Ghorbanpour A. (2020). Optimal tuning of single-axis satellite attitude control parameters using genetic algorithm.
Proc. ASME 2020 Dynamic Systems and Control Conf., Vol. 2.
https://doi.org/10.1115/DSCC2020-3212
4. Lebedev D. V., Tkachenko A. I. (1991). Inertial Control Systems. Algorithmic Aspects. Naukova Dumka, 208 p. [in Russian].
5. Likhachev V. N., Sazonov V. V., Ul'yashin A. I. (2003). Single-axis solar orientation of a satellite of the Earth. Cosmic Res.,
41(2), 159-170.
https://doi.org/10.1023/A:1023387131144
6. Wittenburg J. (1977). Dynamics of Systems of Rigid Bodies. Vieweg+Teubner Verlag, 224 p.
https://doi.org/10.1007/978-3-322-90942-8
7. Yefymenko N. (2015). Synthesis of control algorithms of the spacecraft spatial reorientation with the use of dynamic
equations of a solid body rotational motion in Rodrigo-Hamilton parameters. J. Automation and Inform. Sci., 47(6), 1-16.
https://doi.org/10.1615/JAutomatInfScien.v47.i6.10
8. Yefymenko N., Kudermetov R. (2022). Quaternion models of a rigid body rotation motion and their application for
spacecraft attitude control. Acta Astronautica, 194, 76-82.
https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.01.029
9. Zavoli A., De Matteis G., Giulietti F., Avanzini G. (2017). Single-axis pointing of an underactuated spacecraft equipped
with two reaction wheels. J. Guidance, Control, and Dynamics, 40(6), 1465-1471.
https://doi.org/10.2514/1.G002182
10. Zubov V. I. (1975). Lectures on the Control Theory. Nauka, 496 p. [in Russian].