[go: up one dir, main page]

RU2093433C1 - Method of control of space vehicle turn - Google Patents

Method of control of space vehicle turn Download PDF

Info

Publication number
RU2093433C1
RU2093433C1 RU94009832A RU94009832A RU2093433C1 RU 2093433 C1 RU2093433 C1 RU 2093433C1 RU 94009832 A RU94009832 A RU 94009832A RU 94009832 A RU94009832 A RU 94009832A RU 2093433 C1 RU2093433 C1 RU 2093433C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
turn
rotation
axis
space vehicle
Prior art date
Application number
RU94009832A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94009832A (en
Inventor
Михаил Валерьевич Левский
Original Assignee
Михаил Валерьевич Левский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Валерьевич Левский filed Critical Михаил Валерьевич Левский
Priority to RU94009832A priority Critical patent/RU2093433C1/en
Publication of RU94009832A publication Critical patent/RU94009832A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2093433C1 publication Critical patent/RU2093433C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: space engineering; space vehicle, orbital station and special- purpose module attitude control systems. SUBSTANCE: method is realized through automatic determination of axis of turn of space vehicle in space ensuring turn of space vehicle at minimum moment of momentum, calculation of angles of turn about found axis and longitudinal axis of space vehicle for shifting it to final position; programmed angular-velocity vector is formed according to selected nominal trajectory of rotation. Control of turn of space vehicle is effected continuously with the aid of computer and programmed angular-velocity vector forming unit with angular-rate sensors and strap-down inertial navigation system connected to them. Terminal brake control of space vehicle enhances accuracy of orientation. EFFECT: enhanced accuracy of orientation; enhanced economical efficiency due to rotation at minimum moment of momentum. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области космической техники и может использоваться для эффективного управления угловым положением космических аппаратов, орбитальных станций и специализированных модулей. The invention relates to the field of space technology and can be used to effectively control the angular position of spacecraft, orbital stations and specialized modules.

Известно множество способов управления разворотом космического аппарата (КА). Простейшим и наиболее распространенным является изменение углового положения КА путем выполнения последовательных поворотов на определенные углы вокруг осей, жестко связанных с аппаратом [1] Возможен, например, такой порядок разворотов поворот вокруг поперечной оси КА до совмещения продольной его оси X своего требуемого конечного положения Xк, а затем вращение КА вокруг продольной оси X до совмещения связанных с КА осей YZ с требуемым положением в пространстве YкZк. Величины углов поворота вокруг поперечной оси β и продольной оси a определяются через компоненты кватерниона:

Figure 00000002

где
Figure 00000003
кватернионы начального и конечного угловых положений КА.There are many ways to control the turn of a spacecraft (SC). The simplest and most common is to change the angular position of the spacecraft by performing sequential turns at certain angles around the axes rigidly connected to the apparatus [1]. For example, this order of turns can be rotated around the transverse axis of the spacecraft until its longitudinal axis X is aligned with its desired final position X to and then the rotation of the spacecraft around the longitudinal axis X to combine the axes YZ associated with the spacecraft with the required position in the space Y to Z k . The values of the rotation angles around the transverse axis β and the longitudinal axis a are determined through the components of the quaternion:
Figure 00000002

Where
Figure 00000003
quaternions of the initial and final angular positions of the spacecraft.

Угловые скорости разворота могут быть выбраны из условия минимизации величины кинетического момента в процессе совершения поворотного маневра. The angular velocity of the turn can be selected from the condition of minimizing the magnitude of the kinetic moment in the process of performing a turning maneuver.

Системы управления, реализующие развороты вокруг связанных осей КА, широко известны и хорошо изучены. При многих достоинствах подобных систем, включая их простоту и надежность, они имеют один существенный недостаток - большую продолжительность осуществления маневра при равных затратах кинетического момента. Control systems that implement turns around connected SC axes are widely known and well studied. With many advantages of such systems, including their simplicity and reliability, they have one significant drawback - the long duration of the maneuver with equal cost of the kinetic moment.

Ближайшим по технической сущности аналогом является способ управления разворотом КА [2] включающий определение угловой скорости разворота, в заданный момент времени разгон космического аппарата и по окончании участка движения с постоянной по величине угловой скоростью торможение космического аппарата. В этом способе управления предполагается, что космический аппарат вращается вокруг оси Эйлера, причем направление вектора угловой скорости вращения КА постоянно. Ориентация оси Эйлера относительно связанных с КА осей определяется кватернионом разворота

Figure 00000004
. Определяющими характеристиками процесса разворота являются расчетная величина скорости разворота ω и время разгона КА t.The closest in technical essence analogue is the spacecraft rotation control method [2], which includes determining the angular velocity of the rotation, acceleration of the spacecraft at a given time and at the end of the section of motion with a constant angular velocity, the braking of the spacecraft. In this control method, it is assumed that the spacecraft rotates around the Euler axis, and the direction of the angular velocity vector of the spacecraft is constant. The orientation of the Euler axis relative to the axes associated with the spacecraft is determined by the turn quaternion
Figure 00000004
. The determining characteristics of the U-turn process are the calculated value of the U-turn speed ω and the spacecraft acceleration time t.

Управляющие моменты формируются на участках разгона и торможения, исходя из выражения:

Figure 00000005

где
Figure 00000006
расчетное угловое ускорение;
J тензор инерции КА;
Figure 00000007
текущая угловая скорость КА;
Figure 00000008
ортвектора ориентации оси Эйлера.Control moments are formed in the areas of acceleration and deceleration, based on the expression:
Figure 00000005

Where
Figure 00000006
calculated angular acceleration;
J spacecraft inertia tensor;
Figure 00000007
current angular velocity of the spacecraft;
Figure 00000008
orthvector orientation of the Euler axis.

Знак "+" соответствует участку разгона, а знак "-" участку торможения. На участке движения КА с постоянной угловой скоростью моменты управления также постоянны и компенсируют гироскопические моменты, возникающие при вращении твердого тела вокруг оси, не совпадающей с главной центральной осью инерции. The “+” sign corresponds to the acceleration section, and the “-” sign corresponds to the braking section. In the spacecraft’s motion with a constant angular velocity, the control moments are also constant and compensate for the gyroscopic moments that arise when the solid rotates around an axis that does not coincide with the main central axis of inertia.

Приведение КА из начального углового положения

Figure 00000009
в требуемое конечное положение
Figure 00000010
производится следующим образом. По имеющимся параметрам разворота (
Figure 00000011
) определяют расчетную угловую скорость
Figure 00000012
. По расчетной величине угловой скорости и эффективности исполнительных органов определяют время разгона t.Bringing the spacecraft from the initial angular position
Figure 00000009
to the desired end position
Figure 00000010
produced as follows. According to available reversal parameters (
Figure 00000011
) determine the estimated angular velocity
Figure 00000012
. The calculated value of the angular velocity and efficiency of the executive bodies determine the acceleration time t.

С момента поступления команды на разворот к КА прилагают управляющий момент (1) до тех пор, пока фактическая угловая скорость

Figure 00000013
не станет равной расчетному значению
Figure 00000014
. В момент равенства этих скоростей начинается участок движения КА с постоянной угловой скоростью, а управляющие моменты формируются следящей системой таким образом, чтобы это условие как можно точнее выполнялось. Через заданное время разворота КА (T) производят торможение КА.From the moment a command for a turn is received, a control moment (1) is applied to the spacecraft until the actual angular velocity
Figure 00000013
will not be equal to the calculated value
Figure 00000014
. At the moment of equality of these speeds, the spacecraft motion section begins with a constant angular velocity, and the control moments are formed by the tracking system in such a way that this condition is met as accurately as possible. After a predetermined spacecraft turn time (T), spacecraft is braked.

Недостатком способа-прототипа является сравнительно большая величина кинетического момента КА во время разворота. The disadvantage of the prototype method is the relatively large value of the kinetic moment of the spacecraft during a U-turn.

Техническим результатом данного изобретения является существенное снижение величины кинетического момента КА в процессе разворота. The technical result of this invention is a significant reduction in the kinetic moment of the spacecraft in the process of a U-turn.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе управления разворотом космического аппарата, включающем определение угловой скорости разворота, в заданный момент времени разгон космического аппарата, вращение аппарата с постоянной по величине угловой скоростью, торможение космического аппарата, в отличие от прототипа определяют угол отклонения оси прецессии от продольной оси аппарата n, определяют угол поворота вокруг оси прецессии b и угол вращения вокруг продольной оси a, формируют и прилагают к космическому аппарату управляющий момент, обеспечивающий одновременное вращение аппарата вокруг оси прецессии и вокруг продольной оси с постоянными угловыми скоростями

Figure 00000015
.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method of controlling the turn of the spacecraft, including determining the angular velocity of the turn, at a given point in time, the acceleration of the spacecraft, the rotation of the device with a constant angular velocity, the braking of the spacecraft, in contrast to the prototype, determine the angle of the axis deviation precession from the longitudinal axis of the apparatus n, determine the angle of rotation around the axis of precession b and the angle of rotation around the longitudinal axis a, form and apply to the space th unit control torque, providing a simultaneous rotation of the machine around the precession axis and around the longitudinal axis with a constant angular velocity
Figure 00000015
.

Указанный технический результат достигается также тем, что момент начала участка торможения определяется условием:

Figure 00000016

где ωx - угловая скорость относительно продольной оси КА;
ωyz - угловые скорости относительно поперечных осей КА;
t время с начала разворота;
τ - расчетное время торможения КА;
ψ - обобщенный угол разворота, равный α+β(|cosν|+|sinν|).The specified technical result is also achieved by the fact that the start time of the braking section is determined by the condition:
Figure 00000016

where ω x is the angular velocity relative to the longitudinal axis of the spacecraft;
ω y , ω z are the angular velocities relative to the transverse axes of the spacecraft;
t time from the beginning of the U-turn;
τ is the estimated spacecraft braking time;
ψ is the generalized turning angle equal to α + β (| cosν | + | sinν |).

Указанный технический результат достигается еще и тем, что определяют угол разворота от начального до требуемого конечного углового положения Φ, непрерывно измеряют угол разворота от текущего до требуемого конечного углового положения vост, а торможение космического аппарата начинают с момента выполнения условия:

Figure 00000017

На фиг. 1 изображена зависимость ν(Φ) при различных κ для соотношения моментов инерции КА: Jy > Jx; на фиг. 2 зависимость n(χ) при различных Φ для того же случая Jy > Jx; на фиг. 3 - зависимость n(Φ) при различных κ для случая: Jy <Jx; на фиг. 4 зависимость n(χ) при различных Φ для случая Jy <Jx; на фиг. 5 поясняется физический смысл углов k и n на фиг. 6 приведена функциональная схема системы, реализующей способ; на фиг. 7 величина экономии кинетического момента для случая Jy > Jx; на фиг. 8 - величина экономии кинетического момента для случая Jy <Jx.The specified technical result is also achieved by determining the angle of rotation from the initial to the desired final angular position Φ, continuously measuring the angle of rotation from the current to the required final angular position v ost , and the braking of the spacecraft begins from the moment the condition is met:
Figure 00000017

In FIG. Figure 1 shows the dependence ν (Φ) for various κ for the ratio of the moments of inertia of the spacecraft: J y > J x ; in FIG. 2 the dependence n (χ) for different Φ for the same case J y > J x ; in FIG. 3 - dependence n (Φ) for various κ for the case: J y <J x ; in FIG. 4 the dependence n (χ) for various Φ for the case J y <J x ; in FIG. 5, the physical meaning of the angles k and n in FIG. 6 shows a functional diagram of a system that implements the method; in FIG. 7 value of kinetic moment saving for the case J y > J x ; in FIG. 8 is the value of the kinetic moment saving for the case J y <J x .

Пример реализации предложенного способа представлен на фиг. 6, где обозначено: 1 устройство ввода и хранения параметров разворота (УФХПР), 2 -блок задатчиков моментов инерции КА (БЗМИ), 3 устройство ввода и хранения времени разворота (УВХВР), 4 блок датчиков угловых скоростей (БДУС), 5 - бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), 6 блок определения угла отклонения оси прецесии от продольной оси КА (БОУО), 7 - вычислительное устройство (ВУ), 8 блок формирования программного вектора угловой скорости (БФПУС), 9 согласующе-преобразующее устройство (СПУ), 10 - система исполнительных органов (СИО), 11 -программно-временное устройство (ПВУ). Первый выход УВХПР 1 связан с первым входом ВУ 7, второй выход УВХПР 1 связан с первым входом БОУО 6 и со вторым входом ВУ 7. Выход БЗМИ 2 связан со вторым входом БОУО 6 и с третьим входом ВУ 7. Выход УВХВР 3 связан с четвертым входом ВУ 7, выход БДУС 4 связан с входом БИНС 5 и с пятым входом ВУ 7. Выход БИНС 5 связан с шестым входом ВУ 7, выход БОУО 6 связан с седьмым входом ВУ 7 и первым входом БФПУС 8. Первый выход ВУ 7 связан со вторым входом БФПУС 8, второй выход ВУ 7 связан с третьим входом БФПУС 8, третий выход ВУ 7 связан с четвертым входом БФПУС 8, четвертый выход ВУ 7 связан с входом СПУ 9. Выход БФПУС 8 связан с восьмым входом ВУ 7, выход СПУ 9 связан с входом СИО 10, выход ПВУ 11 связан с пятым входом БФПУС 8. An example implementation of the proposed method is presented in FIG. 6, where it is indicated: 1 device for input and storage of rotation parameters (UFHPR), 2-block of units of moment of inertia of the spacecraft (BZMI), 3 device for input and storage of time of rotation (UVHVR), 4 block of angular velocity sensors (BDS), 5 - strapdown inertial navigation system (SINS), 6 unit for determining the angle of deviation of the axis of precession from the longitudinal axis of the spacecraft (BOWA), 7 - computing device (WU), 8 unit for generating the program vector of angular velocity (BFPS), 9 matching-converting device (SPU), 10 - system of executive bodies (SIO), 11 -pr grammno-time device (SSP). The first output of UVHPR 1 is connected to the first input of VU 7, the second output of UVHPR 1 is connected to the first input of BOUO 6 and to the second input of VU 7. The output of BZMI 2 is connected to the second input of BOUO 6 and to the third input of VU 7. The output of UVHVR 3 is connected to the fourth VU 7 input, BDUS 4 output is connected to VINS 5 input and VU 7 fifth input. VINS 5 output is connected to VU 7 sixth input, BOUO 6 output is connected to VU 7 seventh input and BFPS 8 first input. VU 7 first output is connected to the second input of BFPUS 8, the second output of VU 7 is connected to the third input of BFPUS 8, the third output of VU 7 is connected to the fourth input of BFPUS 8, the fourth you the progress of WU 7 is connected to the input of the control unit 9. The output of the BFPS 8 is connected to the eighth input of the WU 7, the output of the control unit 9 is connected to the input of the SIO 10, the output of the FIA 11 is connected to the fifth input of the BFPS 8.

Блок определения угла отклонения оси прецессии от продольной оси КА состоит из набора матриц аппроксимирующих коэффициентов функции n(λo1),, соответствующих нескольким характерным сочетаниям моментов инерции (Jx, Jy), и собственно вычислителя нелинейной функции аргументов λo1.The unit for determining the angle of deviation of the precession axis from the longitudinal axis of the spacecraft consists of a set of matrices of approximating coefficients of the function n (λ o , λ 1 ), corresponding to several characteristic combinations of moments of inertia (J x , J y ), and the actual calculator of the nonlinear function of the arguments λ o , λ 1 .

Вычислительное устройство производит все математические операции, необходимые для реализации способа: вычисление по углу ν требуемых угловых скоростей

Figure 00000018
и угла vo, расчет времени разгона τ и пороговых значений jрасч,Φ,Φост, а также содержит в себе алгоритм формирования требуемых величин проекций управляющего момента на связанные с КА оси, обеспечивающий выбранную кинематику движения КА.The computing device performs all the mathematical operations necessary for the implementation of the method: calculation of the required angular velocities by the angle ν
Figure 00000018
and angle v o , the calculation of the acceleration time τ and threshold values j calc , Φ, Φ ost , and also contains an algorithm for generating the required projection values of the control moment on the axis associated with the spacecraft, providing the selected kinematics of the spacecraft motion.

Блок формирования программного вектора угловой скорости вырабатывает расчетное значение вектора угловой скорости как функцию времени, соответствующую программной траектории вращения КА. The unit for generating the angular velocity vector program generates the calculated value of the angular velocity vector as a function of time corresponding to the programmed trajectory of the spacecraft rotation.

Временную синхронизацию работы БФПУС 8 осуществляет ПВУ 11 (задает команду на разворот и генерирует гармонические функции). Temporary synchronization of the BFPUS 8 operation is carried out by the PVU 11 (sets the U-turn command and generates harmonic functions).

Если система управления движением КА включает в свой состав БЦВМ, то последняя может не только быть использована как ВУ 7, но и выполнять функции блоков БОУО 6 и БФПУС 8. Вышеуказанные матрицы аппроксимирующих коэффициентов могут быть выполнены на ППЗУ. If the spacecraft motion control system includes a computer, then the latter can not only be used as a VU 7, but also perform the functions of the BOUO 6 and BFPUS 8. The above matrices of approximating coefficients can be performed on the ROM.

Работает система, реализующая предлагаемый способ управления разворотом КА, следующим образом. A system is operating that implements the proposed method for controlling the spacecraft rotation, as follows.

Исходя из имеющихся инерционных характеристик КА, в БОУО 6 выбирается соответствующая им матрица аппроксимирующих коэффициентов. По заданным установочным параметрам разворота с использованием выбранной матрицы коэффициентов вычисляется угол ν отклонения оси прецессии от продольной оси. В ВУ 7 решается задача наведения определение углов a,β и Φo - по параметрам разворота

Figure 00000019
и углу ν. По времени разворота T (информации с УВХВР) ВУ 7 вычисляет угловые скорости вращения
Figure 00000020
, по которым совместно с vo БФПУС 8 формирует программное значение вектора угловой скорости
Figure 00000021
. Одновременно ВУ 7 определяет и время разгона t. В момент поступления с ПВУ 11 команды на разворот ВУ 7 формирует управляющий момент (1), исходя из программных значений проекций вектора угловой скорости на связанные оси:
Figure 00000022

где
Figure 00000023

При этом ВУ 7 выдает соответствующие сигналы в СПУ 9, которое и переводит их в соответствующие команды на исполнительные органы СИО 10. Во все время разворота контроль осуществляют ВУ 7 по информации от БДУС 4 И БИНС 5.Based on the available inertial characteristics of the spacecraft, the corresponding matrix of approximating coefficients is selected in BOUO 6. Based on the given installation parameters of the turn using the selected matrix of coefficients, the angle ν of the deviation of the precession axis from the longitudinal axis is calculated. In WU 7, the task of guiding the determination of the angles a, β, and Φ o is solved by the rotation parameters
Figure 00000019
and angle ν. According to the turnaround time T (information from UVHVR) WU 7 calculates the angular velocity of rotation
Figure 00000020
according to which together with v o БФПУС 8 forms the program value of the angular velocity vector
Figure 00000021
. At the same time WU 7 determines the acceleration time t. At the moment of receipt of a command for turning UW 7 from PVA 11, VU 7 generates a control moment (1), based on program values of the projections of the angular velocity vector on the connected axes:
Figure 00000022

Where
Figure 00000023

At the same time, VU 7 gives the corresponding signals to SPU 9, which transfers them to the corresponding teams to the executive bodies of the SIO 10. At all times, the control is carried out by VU 7 according to information from BDUS 4 AND BINS 5.

Как только фактическая угловая скорость КА станет равна

Figure 00000024
, система переходит в режим поддержания с высокой точностью заданной угловой скорости при условии:
Figure 00000025

откуда получаются соответствующие программные значения управляющего момента (1).As soon as the actual angular velocity of the spacecraft becomes equal
Figure 00000024
, the system enters the maintenance mode with high accuracy of the specified angular velocity under the condition:
Figure 00000025

where do the corresponding program values of the control torque (1) come from.

При реализации предложенного способа непрерывно проводятся вычисление и интегрирование обобщенной угловой скорости, и в момент, когда накопленный обобщенный угол станет равен пороговому значению, производят торможение КА, прилагая момент (1) необходимого знака. When implementing the proposed method, the calculation and integration of the generalized angular velocity is continuously carried out, and at the moment when the accumulated generalized angle becomes equal to the threshold value, the spacecraft is decelerated by applying moment (1) of the necessary sign.

Момент начала торможения определяется из предположения, что при торможении (как и при разгоне) изменение величины кинетического момента происходит равномерно. Принимая величину

Figure 00000026

за обобщенную скорость, пропорциональную величине кинетического момента, находим условие (2), определяющее момент начала участка торможения, причем:
Figure 00000027

где m максимальная эффективность исполнительных органов.The moment of the start of braking is determined from the assumption that when braking (as during acceleration), the change in the magnitude of the kinetic moment occurs uniformly. Taking value
Figure 00000026

for the generalized speed proportional to the magnitude of the kinetic moment, we find condition (2), which determines the moment of the start of the braking section, and:
Figure 00000027

where m is the maximum efficiency of the executive bodies.

Для большей точности определения момента начала торможения необходимо контролировать движение КА не только по угловой скорости, но и по фактически оставшемуся углу до конечного положения:

Figure 00000028
,
где N кватернион фактического углового положения КА.For greater accuracy in determining the moment of the start of braking, it is necessary to control the spacecraft motion not only by the angular velocity, but also by the actually remaining angle to the final position:
Figure 00000028
,
where N is the quaternion of the actual angular position of the spacecraft.

Учитывая, что интеграл обобщенной скорости на участке торможения соотносится с данным углом доворота так же, как обобщенный угол с углом разворота, получим указанный выше критерий (3) формирования сигнала на торможение. Considering that the integral of the generalized speed in the braking section is related to a given angle of rotation in the same way as the generalized angle with the angle of rotation, we obtain the above criterion (3) for the formation of a brake signal.

Отличительной особенностью при реализации способа является наличие процедуры определения оптимального направления оси прецессии КА в инерциальном пространстве, определения угла отклонения от этого направления продольной оси КА и углов поворота КА вокруг оси прецессии и продольной оси, а также наличие системы ориентации, обеспечивающей требуемое программное движение КА с высокой точностью, в ходе которого имеет место (4). A distinctive feature in the implementation of the method is the presence of a procedure for determining the optimal direction of the axis of the precession of the spacecraft in inertial space, determining the angle of deviation from this direction of the longitudinal axis of the spacecraft and angles of rotation of the spacecraft around the precession axis and the longitudinal axis, as well as the presence of an orientation system that provides the required programmed motion of the spacecraft with high accuracy during which (4) takes place.

В момент выполнения (3) ВУ 7 выдает команду на торможение КА. Когда угловая скорость вращения обнуляется, выход ВУ 7 маскируется, исполнительные органы отключаются разворот окончен. Система готова к следующему маневру. At the time of execution (3) WU 7 issues a command to decelerate the spacecraft. When the angular speed of rotation is reset, the output of the VU 7 is masked, the executive bodies turn off the turn is over. The system is ready for the next maneuver.

Эффективность предложенного способа определяется, прежде всего, значительным снижением потребной величины кинетического момента на разворот, что особенно важно при управлении КА инерционными исполнительными органами (силовыми гидроскопами системой гиродинов). Наибольший эффект достигается при разворотах на большие углы, когда ось Эйлера не лежит в поперечной плоскости КА. Результаты математического моделирования в зависимости от условий разворота приведены на фиг. 7 и 8. Предложенный способ наиболее целесообразен при управлении ориентацией крупных массивных КА типа орбитального комплекса "Мир" и позволит значительно расширить возможности по управлению и проведению научных экспериментов, так как дает весомый запас кинетического момента гиросистемы во время динамических операций. The effectiveness of the proposed method is determined, first of all, by a significant reduction in the required kinetic momentum for a turn, which is especially important when controlling the spacecraft by inertial actuators (power hydroscopes by the gyrodynamic system). The greatest effect is achieved when turning at large angles, when the Euler axis does not lie in the transverse plane of the spacecraft. The results of mathematical modeling depending on the reversal conditions are shown in FIG. 7 and 8. The proposed method is most appropriate for controlling the orientation of large massive spacecraft such as the Mir orbital complex and will significantly expand the capabilities for controlling and conducting scientific experiments, since it provides a significant reserve of the kinetic moment of the gyrosystem during dynamic operations.

Claims (1)

1. Способ управления разворотом космического аппарата, включающий определение угловой скорости разворота, в заданный момент времени разгон космического аппарата, вращение аппарата с постоянной по величине угловой скоростью, торможение космического аппарата, отличающийся тем, что определяют угол отклонения оси прецессии от продольной оси аппарата ν, определяют угол поворота вокруг оси прецессии β и угол вращения вокруг продольной оси a, формируют и прикладывают к космическому аппарату управляющий момент, обеспечивающий одновременное вращение аппарата вокруг оси прецессии и вокруг продольной оси с постоянными угловыми скоростями
Figure 00000029

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что торможение космического аппарата начинают с момента выполнения условия
Figure 00000030

где ωx - угловая скорость относительно продольной оси аппарата;
ωzy - угловые скорости относительно поперечных осей аппарата;
t время с начала разворота;
τ - расчетное время торможения аппарата;
ψ - обобщенный угол разворота, определяемый выражением
Ψ = α+β(|cosν|+|sinν|).
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что определяют угол разворота от начального до требуемого конечного углового положения Φ, непрерывно измеряют угол разворота от текущего до требуемого конечного углового положения Φост, а торможение космического аппарата начинают с момента выполнения условия
Figure 00000031
я
1. A method of controlling the turn of a spacecraft, including determining the angular velocity of a turn, at a given point in time, acceleration of the spacecraft, rotation of the spacecraft with a constant angular velocity, braking of the spacecraft, characterized in that the angle of deviation of the precession axis from the longitudinal axis of the spacecraft ν is determined, determine the angle of rotation around the axis of precession β and the angle of rotation around the longitudinal axis a, form and apply to the spacecraft a control moment that provides simultaneous apparatus rotation around the precession axis and around the longitudinal axis with constant angular velocities
Figure 00000029

2. The method according to claim 1, characterized in that the braking of the spacecraft begins from the moment the condition is met
Figure 00000030

where ω x is the angular velocity relative to the longitudinal axis of the apparatus;
ω z , ω y are the angular velocities relative to the transverse axes of the apparatus;
t time from the beginning of the U-turn;
τ is the estimated braking time of the apparatus;
ψ is the generalized rotation angle defined by the expression
Ψ = α + β (| cosν | + | sinν |).
3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that they determine the angle of rotation from the initial to the desired end angular position Φ, continuously measure the angle of the turn from the current to the desired end angular position Φ ost , and the braking of the spacecraft begins from the moment the condition
Figure 00000031
I am
RU94009832A 1994-03-22 1994-03-22 Method of control of space vehicle turn RU2093433C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94009832A RU2093433C1 (en) 1994-03-22 1994-03-22 Method of control of space vehicle turn

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94009832A RU2093433C1 (en) 1994-03-22 1994-03-22 Method of control of space vehicle turn

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94009832A RU94009832A (en) 1995-10-27
RU2093433C1 true RU2093433C1 (en) 1997-10-20

Family

ID=20153786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94009832A RU2093433C1 (en) 1994-03-22 1994-03-22 Method of control of space vehicle turn

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2093433C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2211789C2 (en) * 2001-02-12 2003-09-10 Ростовский военный институт ракетных войск Method of deceleration of angular velocity of spacecraft
RU2253092C2 (en) * 2000-02-03 2005-05-27 Индепенденс Текнолоджи, Л.Л.С. Assessment of attitude of tilting body with using modified quaternionic data representation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Раушенбах Б.В., Токарь Е.Н. Управление ориентации космических аппаратов - М., 1974, с. 85 - 92, 139 - 142. 2. Алексеев К.Б., Бебенин Г.Г. Управление космическими летательными аппаратами. - М., 1974, с. 97 - 327. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2253092C2 (en) * 2000-02-03 2005-05-27 Индепенденс Текнолоджи, Л.Л.С. Assessment of attitude of tilting body with using modified quaternionic data representation
RU2211789C2 (en) * 2001-02-12 2003-09-10 Ростовский военный институт ракетных войск Method of deceleration of angular velocity of spacecraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69128214T2 (en) System for stabilizing the position of a spacecraft with momentum recovery
CA1196075A (en) Digital pwpf three axis spacecraft attitude control
RU97107878A (en) METHOD FOR SPACE VEHICLE MANAGEMENT USING REACTIVE EXECUTIVE BODIES AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2093433C1 (en) Method of control of space vehicle turn
RU2131832C1 (en) Method of control of spacecraft turn
CN106945849A (en) A kind of motor-driven method of attitude of satellite based on Discrete control
EP0772108A1 (en) Spacecraft attitude or orientation system and method
US4807835A (en) Spacecraft attitude stabilization system
RU2115597C1 (en) Method of control of space turn of spacecraft
RU2104232C1 (en) Method of control of space vehicle turn
RU2089468C1 (en) Method of control of space vehicle turn manoeuvre
RU2095295C1 (en) Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method
RU2006431C1 (en) Spacecraft attitude control system
Iwai et al. Prediction governor for nonlinear affine systems and its application to automatic cruise control
RU2076833C1 (en) Method and device for reorientation control of space-craft
Jian et al. Research on attitude control method of agile satellite based on variable structure control algorithm
JP2798938B2 (en) 3-axis attitude control device
Szyszkowski et al. Improving time-optimal maneuvers of two-link robotic manipulators
US8209065B2 (en) Steering logic for spacecraft slew maneuvers
RU2211789C2 (en) Method of deceleration of angular velocity of spacecraft
RU2094332C1 (en) System for determination of control moment at turn of space vehicle
JPH08268394A (en) Spacecraft unloading device
Nanamori et al. Steering law of control moment gyros using optimization of initial gimbal angles for satellite attitude control
RU2562466C1 (en) Spacecraft orientation control method and device for its implementation
Chelaru et al. Attitude Control Synthesis for Small Satellites Using Gradient Method. Part I-Nonlinear Equations