ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 629.5

Техническая механика, 2018, 1, 48 - 58

АНАЛИЗ РОБАСТНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ «ПАСТУХА С ИОННЫМ ЛУЧОМ»

Хорошилов С. В.

Хорошилов С. В.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

      Целью работы является анализ робастности системы управления движением «пастуха с ионным лучом» относительно объекта космического мусора. При анализе системы рассмотрены воздействия ионного луча, широкий спектр орбитальных возмущений, неточности определения относительного положения и реализации управляющих воздействий, нестационарность и параметрическая неопределенность объекта управления, а также ограничения на амплитуду управляющих воздействий. Определены запасы устойчивости по амплитуде и фазе для каждого из каналов управления. Задача анализа устойчивости объекта с переменными коэффициентами сведена к задаче исследования робастной устойчивости системы по отно-шению к неопределенным параметрам. Неопределенные параметры математической модели представлены с использованием линейно-дробного преобразования. С использованием такого описания неопределенность модели представлена в виде блока возмущений, который структурирован и имеет блочно-диагональную форму. Использована мера робастности, основанная на понятии структурированных сингулярных чисел. Вычислены значения структурированных сингулярных чисел, которые демонстрируют робастность системы по отношению к рассмотренным факторам.

Пастух с ионным лучом, объект космического мусора, регулятор, робастность, неопределенность, возмущения, структурированное сингулярное число.

1. Bombardelli C., Pelaez J. Ion Beam Shepherd for Contactless Space Debris Removal. JGCD. 2011. 34. No 3. May–June. P. 916–920.

2. Hua T., Kubiak E., Lin Y., Kilby M. Control/Structure Interaction during Space Station Freedom-Orbiter Berthing // The Fifth NASA/DOD Controls-Structures Interaction Technology Conference, Tahoe, Nevada, March 3–5, 1992. P. 181–203.

3. Mora E., Ankersen F., Serrano J. MIMO Control for 6DoF Relative Motion. Proceedings of 3’rd ESA Inter-national Conference on Spacecraft Guidance, Navigation and Control Systems, Noordwijk, The Netherlands, Nov. 26–29, 1996.

4. Ankersen F. Application of CAE methods for the On-Board Flight Control System on the ARC Mission. ESA working paper. 1993. P. TN/FA–001 Issue 1.0.

5. Doyle J. C., Stein G. Multivariable Feedback Design: Concepts for a Classical. Modern Synthesis. IEEE Transactions on Automatic Control. 1981. No 26(1). P. 4–16.

6. Zhao K., Stoustrup J. Computation of the Maximal Robust H2 Performance Radius for Uncertain Discrete Time Systems with Nonlinear Parametric Uncertainties. International Journal of Control. 1997. No 67(1). P. 33–43.

7. Zhou K., Khargonekar P., Stoustrup J., Niemann H. Robust Performance of Systems with Structured Uncer-tainties in State Space. Automatica. 1995. No 31(2). P. 249–255.

8. Хорошилов С. В. Управление ориентацией солнечной электростанции космического базирования с использованием наблюдателя для расширенного вектора состояния. Техническая механика. 2011. №. 3. С.117–125

9. Alpatov A., Cichocki F., Fokov A., Khoroshylov S., Merino M., Zakrzhevskii A. Determination of the force transmitted by an ion thruster plasma plume to an orbital object. Acta Astronautica. 2016. No 119. P. 241–251.

10. Alpatov A., Cichocki F., Fokov A., Khoroshylov S., Merino M., Zakrzhevskii A. Algorithm for Determination of Force Transmitted by Plume of Ion Thruster to Orbital Object Using Photo Camera. 66th International As-tronautical Congress, Jerusalem, Israel, 12–16 October, 2015. 1 електрон. опт. диск (DVD-ROM).

11. Фоков А. А., Хорошилов С. В. Валидация упрощенного метода расчета силы воздействия факела элек-трореактивного двигателя на орбитальный объект. Авиационно-космическая техника и технология. 2016. № 2/129. С. 55–66.

12. Bombardelli C., Urrutxua H., Merino M., Ahedo E., Pelaez J. Relative dynamics and control of an ion beam shepherd satellite // Spaceflight mechanics. – 2012. – Vol. 143. – P. 2145-2158.

13. Хорошилов С.В. Синтез робастного регулятора системы управления «пастуха с ионным лучом» // Тех-ническая механика. – 2017. – № 1. – С. 26–39.

14. Wie B. Space Vehicle Dynamics and Control. – Reston: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1998. – 660 p.

15. Ankersen F. Thruster Modulation Techniques: Application to Eureca Attitude and Orbit Control System // ESA working paper. – 1989 p. EWP 1528.

16. Lawden D.F. Optimal Trajectories for Space Navigation. – London: Butterworths, 1963. – 126 p.

17. Clohessy W., Wiltshire R. Terminal guidance system for satellite rendezvous // Journal of the Aerospace Sciences. – 1960. – Vol. 27, No 9. – P. 653-658.

18. Zhou K., Doyle J.C., Glover K. Robust and Optimal Control. – NY: Prentice-Hall, 1996. – 596 p.

Copyright (©) 2018 Хорошилов С. В.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика