Динамика космических систем

Динамика и управление орбитальным и угловым движением

Грант РФФИ № 16-01-00634_а "Моделирование и управление движением упругих протяженных космических конструкций"

Срок выполнения: январь 2016 – декабрь 2018

Организация, где выполняется работа: ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

Руководитель – д.ф.-м.н. М.Ю. Овчинников

Аннотация

      Крупногабаритные упругие элементы в виде протяженных антенн, панелей солнечных батарей, штанг для выноса приборов входят в состав многих спутников и оказывают существенное влияние на динамику аппаратов. Ситуацию дополнительно усложняют механизмы, позволяющие поворачивать такие элементы относительно корпуса спутника, как в случае, например, использования панели солнечной батареи, отслеживающей направление на Солнце, а также и наличие собственных колебаний протяженных конструкций с частотами в несколько сотых или даже тысячных долей герца, что практически исключает их естественное затухание за разумное время. Как правило, к таким аппаратам предъявляются и высокие требования по точности ориентации и стабилизации. Все это приводит к потребности в алгоритмах идентификации формы упругих элементов и активного гашения их колебаний, а также в алгоритмах управления ориентацией и идентификации движения спутников с учетом особенностей, возникающих из-за наличия протяженных гибких подвижных элементов. Более того, необходимо так же иметь и математические модели, которые бы обеспечили эффективную работу алгоритмов на борту в составе контура управления и их верификацию на земле. 

      В проекте будут решены три задачи – построение математических моделей протяженных упругих элементов и управляемого углового движения спутника с этими элементами, задача построения алгоритмов управления ориентацией и идентификации углового движения и задача верификации моделей и алгоритмов. 

      Все перечисленные задачи взаимосвязаны и решаются в комплексе. В зависимости от назначения – синтез алгоритмов, моделирование, использование в системе реального времени – математическая модель должна допускать разную вычислительную сложность, а, следовательно, разный уровень детализации, но при этом с нужной степенью достоверности описывать поведение системы. Созданные алгоритмы, как и математические модели, будут верифицированы на типовых конфигурациях и режимах движения. Потребность в моделях и алгоритмах управления столь сложными и, порой, экзотическими конструкциями вызвана необходимостью быть готовыми к вызовам завтрашнего дня при разработке перспективных космических систем. Тема лежит в русле Приоритетного направлению развития науки, технологий и техники в Российской Федерации – Транспортные и космические системы. Проект направлен на разработку критических технологий: Технологии информационных, управляющих, навигационных систем и Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения.


Назад к списку грантов РНФ и РФФИ