Синтез закона управления плоским угловым движением малоразмерного космического аппарата с использованием прямого метода Ляпунова

Рассмотрено решение задачи переориентации малоразмерного космического аппарата в плоском случае движения. Для решения терминальной задачи управления аналитически получен закон управления с использованием прямого метода Ляпунова. Исследована работоспособность алгоритма для таких возмущающих факторов, как наличие возмущающего момента, неточность задания начальных условий движения, неучет аэродинамического восстанавливающего и гравитационного моментов в законе управления, наличие шумов в измерениях. Реализовано управление с учетом ограничения на максимальный управляющий момент. Исследована работоспособность алгоритма при различных значениях коэффициентов. Результаты работы могут быть применены для управления плоским угловым движением малоразмерного космического аппарата. Значимость работы заключается в полученном законе управления, гарантирующем асимптотическую устойчивость требуемого движения и обеспечивающем требуемую точность ориентации и стабилизации малоразмерного космического аппарата.

Литература

[1] Белоконов И.В., Тимбай И.А., Николаев П.Н. Анализ и синтез движения аэродинамически стабилизированных космических аппаратов нанокласса формата CubeSat. Гироскопия и навигация, 2018, т. 26. № 3 (102), с. 69–91. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.3.069-091

[2] Белоконов И.В., Тимбай И.А., Баринова Е.В. Выбор проектных параметров наноспутника формата CubeSat с пассивной системой стабилизации. Гироскопия и навигация, 2020, т. 28, № 1, с. 81–100.  https://doi.org/10.17285/0869-7035.0025

[3] Филиповский В.М. Системы управления в пространстве состояний. Санкт-Петербург, СПбПУ, 2022, c. 51–73.

[4] Белоконов И.В., Тимбай И.А. Движение наноспутника относительно центра масс на околоземных орбитах. Самара, Изд-во Самарского университета, 2020, с. 32–34.

[5] Баринова Е.В. Основы теории устойчивости движения применительно к задачам космической техники. Самара, Изд-во Самарского университета, 2023, 31 с.

[6] ГОСТ 4401–81. Атмосфера стандартная. Параметры. Москва, Изд-во стандартов, 2004, 151 с.

[7] Белоконов И.В., Тимбай И.А. Движение наноспутника относительно центра масс на околоземных орбитах. Самара, Изд-во Самарского университета, 2020, 40 с.

[8] Беляев Н.М., Уваров Е.И. Расчет и проектирование реактивных систем управления космических летательных аппаратов. Москва, Машиностроение, 1974, 5 c.

[9] Маштаков Я.В. Использование прямого метода Ляпунова в задачах управления ориентацией космических аппаратов. Дис. … канд. физ.-мат. наук. Москва, 2019, 13 c. URL: http://library.keldysh.ru/diss.asp?id=2019-mashtakov (дата обращения 15.10.2024).