ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СУБОРБИТАЛЬНОГО РАКЕТОПЛАНА

© З.С.Гарбузов, Р.Э.Аюпов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2015 г.

Разрабатываемая система автоматического управления (САУ) обеспечивает автоматическое, а также автоматизированное (при вмешательстве человека-оператора) управления беспилотным суборбитальным ракетопланом (СРП) при решении широкого набора целевых задач. Система вырабатывает управляющие воздействия по адаптивному набору критериев, составляемому исходя из целей полёта.

Решены задачи управления СРП в диапазоне высот от 0 до 100 км. Помимо управления предусмотрен контроль работоспособности бортовых систем и обмен корректирующими командами с наземным пунктом управления.

Разрабатываемая система имеет аппаратно-программное, информационное и временное резервирования ключевых элементов, благодаря чему существенно повышается надежность САУ.

Для повышения надежности САУ бортовой комплекс управления (БКУ) построен по модульному принципу с разделением на систему навигации и систему стабилизации. БКУ реализован на компактных и широкодоступных платформах Raspberry PI и Arduino, что позволяют уменьшить стоимость БКУ.

Для управления и обеспечения оптимального вектора состояния СРП при различных изменениях внешних условий реализуются адаптивные алгоритмы управления.

Реализован алгоритм облета точек в пространстве как по заранее заданному маршруту, так и по динамически созданному во время полета, с учетом текущих параметров местоположения, ориентации, состояния СРП и окружающей среды.

Разработан стенд полунатурного моделирования, позволяющий отлаживать алгоритмы управления, стабилизации и парирования нештатных ситуаций, а также позволяет проводить предполетное тестирование всех систем БКУ в лабораторных условиях.

В докладе представлены результаты разработки САУ, её характеристики и возможности, рассмотрены алгоритмы и подходы к решению задач управления СРП.