К ВОПРОСУ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИЕЙ И СТАБИЛИЗАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

© Н.Е.Зубов, М.В.Ли
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2016 г.

Выполнение целевой функции космического аппарата подразумевает обеспечение необходимой ориентации связанных осей в пространстве и их стабилизацию. В настоящее время основным источником информации для системы управления ориентацией и стабилизации (СУОС) являются блоки измерителей угловых скоростей (БИУС). Одними из ключевых характеристик подобного рода приборов являются надёжность и избыточность информации. Под избыточностью информации подразумевается дублирование чувствительных элементов или линейно зависимое расположение некоторых из них. Таким образом, при единичных отказах выполнение того или иного режима ориентации КА не будет поставлено под угрозу. Тем не менее, существует необходимость в повышении надёжности СУОС. Одним из путей повышения надёжности является разработка резервных алгоритмов управления для случаев отказа чувствительных приборов. При этом необходимо использовать методы теории оценок для получения недостающих компонент вектора угловой скорости.

Работа посвящена решению задачи оценки угловой скорости космического аппарата в режиме инерциальной ориентации при отказе нерезервированного датчика угловой скорости. Предполагается наличие дополнительных источников информации об угловом положении КА, таких как звёздные датчики. В основу алгоритма оценки положен метод декомпозиции приближённого решения уравнений Пуассона в кватернионах. С помощью теории идентификации и метода точного размещения полюсов были получены явные соотношения, позволяющие оценить угловые скорости космического аппарата на шаге работы бортовой вычислительной машины. Скорость сходимости алгоритма обеспечивается выбором собственных значений полученной системы. Приведены результаты моделирования, подтверждающие работоспособность алгоритма.