Математическая модель углового движения космического аппарата в параметрах Родрига—Гамильтона и ее свойства

Н.В. Ефименко, канд. техн. наук
НПП «Хартрон-ЮКОМ»
(Украина, 6935, Запорожье, пр-т Соборный, 166,
тел. 061 2361929, е-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)

Èlektron. model. 2018, 40(6):21-36
https://doi.org/10.15407/emodel.40.06.021

АННОТАЦИЯ

Рассмотрена модель вращательного движения космического аппарата (КА) в виде дифференциального уравнения второго порядка относительно параметров Родрига—Гамильтона. Исследованы свойства этого уравнения и предложена методика синтеза алгоритмов пространственной ориентации КА, позволяющая находить в аналитическом виде программные траектории переориентации КА. Приведены результаты экспериментальной проверки предложенной методики на КА «Сич-2».

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

параметры Родрига—Гамильтона, космический аппарат, кватернион, ориентация, динамическое уравнение для кватерниона.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кошляков В.Н. Задачи динамики твердого тела и прикладной теории гироскопов. М.: Наука, 1985, 286 с.
2. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука, 1973, 320 с.
3. Челноков Ю.Н. Кватернионное решение кинематических задач управления ориентацией твердого тела: Уравнения ошибок, законы и алгоритмы коррекции (стабилизации) // Изв. РАН. Механика твердого тела, 1994, № 4, с. 3—12.
4. Челноков Ю.Н. Управление ориентацией космического аппарата, использующее кватернионы // Космические исследования, 1994, 32, вып. 3, с. 21—32.
5. Челноков Ю.Н. Построение управлений угловым движением твердого тела, использующее кватернионы и эталонные формы уравнений переходных процессов. Ч. 1, 2 //
Изв. РАН. Механика твердого тела, 2002, № 1, с. 3—17.
6. Лебедев Д.В. Об управлении трехосной ориентацией твердого тела // Автоматика, 1981, № 3, с. 77—80.
7. Лебедев Д.В. Об управлении движением вокруг центра масс вращающегося твердого тела // Прикладная математика и механика, 1990, 54, вып. 1, с. 18—25.
8. Лебедев Д.В., Ткаченко А.И., Штепа Ю.Н. Магнитная система управления угловым движением микроспутника // Космічна наука і технологія, 1996, 2, № 56, с. 17—25.
9. Лебедев Д.В., Ткаченко А.И. Магнитометрическая система определения параметров движения космического аппарата // Проблемы управления и информатики, 1997,№4, с. 139—154.
10. Wie B. Quaternion Feedback for Spacecraft Large Angle Maneuvers // Journal of Guidance, Control and Dynamics, 1985, Vol. 8, p. 360—365.
11. Гуляев В.И., Кошкин В.Л. Оптимальное управление ориентацией систем твердых и деформируемых тел в центральном силовом поле // Техническая кибернетика, 1993, № 4, с. 125—132.
12. Гаврилова Н.Л., Ткаченко А.И. О стабилизации положения твердого тела // Автоматика, 1974, № 6, с. 3—8.
13. Виттенбург И. Динамика систем твердых тел. М.: Мир, 1990, 292 с.
14. Ефименко Н.В. Синтез алгоритмов управления пространственной переориентацией космического аппарата с использованием динамических уравнений вращательного движения твердого тела в параметрах Родрига— Гамильтона // Проблемы управления и информатика, 2015, № 3, с. 145—155.
15. Кириченко Н.В., Матвиенко В.Т. Алгоритмы асимптотической, терминальной и адаптивной стабилизации вращательных движений твердого тела // Там же, 2003, № 1, с. 5—15.

ЕФИМЕНКО Николай Владимирович, канд. техн. наук, гл. конструктор НПП «ХАРТРОНЮКОМ», доцент Запорожского национального технического университета. В 1978 г. окончил Днепропетровский госуниверситет. Область научных исследований — теория автоматического управления, системы управления КА.

Полный текст: PDF