Государственное Соглашение № 14.607.21.0144 о предоставлении субсидии с Министерством образования и науки РФ «Разработка методов и средств лабораторной верификации алгоритмов управления орбитальным и угловым движением космических аппаратов нового поколения» (шифр заявки "2016-14-579-0009", уникальный идентификатор ПНИЭР – RFMEFI60716X0144)
Срок выполнения: 2016-2018 гг.
Получатель субсидии: ИПМ им. М.В. Келдыша РАН
Индустриальный партнёр: ООО "Спутниковые инновационные космические системы"
Руководитель работ – д.ф.-м.н. М.Ю. Овчинников
Первый этап работы (03.10.2016 – 30.12.2016):
"Выбор и обоснование направления исследований"
Целью первого этапа работ является выбор направления исследований в области тестирования в лабораторных условиях системы управления поступательным и вращательным движения малых спутников нового поколения.
В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 03.10.2016 № 14.607.21.0144 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014- 2020 годы» на этапе № 1 в период с 03.10.2016 по 30.12.2016 выполнялись следующие работы:
• проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему тестирования в лабораторных условиях систем управления движением МКА;
• обоснован выбор направления исследований в области методов и подходов лабораторного тестирования систем управления движением МКА;
• проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96;
• разработана математическая модель формы рабочей поверхности аэродинамического стола.
Проведенные работы позволили выявить основные тенденции в области использования аэродинамического стола и аэродинамического подвеса для лабораторного тестирования системы управления движением МКА. Удалось очертить круг задач, которые могут быть решены с использованием имеющегося у коллектива исполнителей и индустриального партнера оборудования, и наметить шаги по решению задач на последующих этапах ПНИЭР.
Запланированные работы выполнены полностью.
Второй этап работы (01.01.2017 – 29.12.2017):
"Аналитическое и численное исследование динамики макета.
Разработка прототипа системы управления движением"
На втором этапе работ:
• разработаны математические модели динамики ЛМСУД МКА на аэродинамическом столе с учетом возмущений, определяемых формой поверхности стола и ЛМСУД МКА на аэродинамическом подвесе;
• проведено математическое исследование разработанных моделей для определения зависимостей эффективности работы алгоритмов управления и определения положения макета от его параметров;
• разработано программное обеспечение (ПО), реализующего модель динамики ЛМСУД МКА на аэродинамическом столе и аэродинамическом подвесе;
• разработаны программы и методики испытаний ПО, реализующего разработанные модели;
• проверена корректность работы ПО, реализующего разработанные модели с использованием разработанных методик;
• разработан метод лабораторной верификации моделей движения макетов на столе или подвесе с моделями движения МКА, выбраны и обоснованы режимы движения МКА нового поколения, тестируемые в лабораторных условиях;
• разработаны рекомендации по элементному составу средств верификации в виде ЛМСУД МКА для применения на аэродинамическом столе и аэродинамическом подвесе;
• разработаны и обоснованы алгоритмы определения параметров исполнительных элементов и датчиков в составе ЛМСУД МКА и алгоритма определения центра масс ЛМСУД МКА на аэродинамическом подвесе.
Второй этап посвящен аналитическому и численному исследованию динамики макета и разработке на их основе облика прототипа системы управления. Для этого были созданы математические модели исследуемых систем и проведены всесторонние аналитические и численные исследования. Попутно было разработано ПО, реализующее математически модели. Для проверки корректности работы ПО разработаны программы и методики испытаний.
Результаты позволили разработать метод лабораторной верификации моделей движения макетов на столе или подвесе и выбрать и обосновать режимы движения МКА нового поколения, тестируемые в лабораторных условиях. Для ЛМСУД МКА на аэродинамическом подвесе существенных ограничений на режимы углового движения нет, поэтому тут рассматривается случай пространственного углового движения. Для ЛМСУД МКА на аэродинамическом столе выбран режим облета и стыковки двух объектов на аэродинамическом столе.
Полученные результаты являются новыми, что подтверждается публикациями в изданиях, индексируемых в базе Сеть науки (Web of Science). Результаты находятся на уровне мировых разработок. Это подтверждается докладами на международных конференциях.