Математичне моделювання керування відносним рухом космічних апаратів у процесі причалювання

• Date: 2023
• Main Authors: Volosov, Victor, Shevchenko, Volodymyr
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2023
• Subjects: зближення космічних апаратів; активний та пасивний апарати; синтез керування зближенням; адаптація прямого методу Ляпунова; топологічна грубість у сенсі Андронова–Понтрягіна синтезованого керування
• Online Access: https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/110
• Journal Title: Problems of Control and Informatics

Розглядається задача синтезу керування мʼяким зближенням активного та пасивного космічних апаратів із заданою їх фінальною відносною орієнтацією, тобто відносною орієнтацією повʼязаними з ними відповідними системами координат. Під мʼяким зближенням розуміється установлення фізичного контакту активного та пасивного апаратів з малими (в ідеалі нульовими) відносними кутовими та просторовими швидкостями. При цьому передбачається, що пасивний космічний апарат рухається в центральному гравітаційному полі Землі по відомій круговій орбіті і обертається щодо інерційного простору з відомою кутовою швидкістю. Розвʼязання поставленої задачі базується на використанні прямого методу Ляпунова з відомою спеціальною адаптацією для розв’язування класу задач керування орієнтацією космічних апаратів. А саме, для розв’язування загальної задачі керування орієнтацією космічних апаратів використовується її розбиття на кінематичну та динамічну задачі орієнтації, з подальшим застосуванням відповідних «кінематичних» та «динамічних» функцій Ляпунова. В результаті розв’язування кінематичної задачі визначається потрібне значення поточної кутової швидкості активного апарата. Розв’язуванням динамічної задачі керування визначається потрібний фізичний момент керування активним апаратом для відстеження згаданої його поточної кутової швидкості. В роботі даний метод вперше застосований також і для синтезу одночасного керування відносними кутовим та просторовим положеннями космічних апаратів. Компʼютерним моделюванням проілюстровано ефективність синтезованого керування активним апаратом та його властивість топологічної грубості (у сенсі Андронова–Понтрягіна) до структурно-параметричних збурень або робастності, що використовується в сучасній термінології.