ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.5

Технічна механіка, 2017, 1, 26 - 39

СИНТЕЗ РОБАСТНОГО РЕГУЛЯТОРА СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ "ПАСТУХА З ІОННИМ ПРОМЕНЕМ"

С. В. Хорошилов

С. В. Хорошилов
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

      Метою роботи є синтез регулятора для керування рухом «пастуха з іонним променем» відносно об'єкта космічного сміття в процесі його безконтактного відведення. Передбачається, що в складі системи керування є датчики, що дозволяють вимірювати положення «пастуха» відносно космічного сміття. Як виконавчі органи системи керування використані гідразинові реактивні двигуни з широтно-імпульсним модулятором тяги. З використанням методу змішаної чутливості синтезовано робастний регулятор, який забезпечує необхідний компроміс між робастною стійкістю, якістю та витратами на керування з урахуванням особливостей впливів, переданих іонним променем, зовнішніх збурень, неточності визначення відносного положення, а також неідеальності реактивних виконавчих органів. Вимоги до регулятора задані в частотній області за допомогою обраних вагових функцій. Результати синтезу підтверджено шляхом комп'ютерного моделювання з використанням нелінійної математичної моделі, яка враховує широкий спектр орбітальних збурень, що діють на систему.

пастух з іонним променем, об'єкт космічного сміття, робастний регулятор, метод змішаної чутливості, вагова функція, збурення

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 International 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 Uncertainties in State Space. Automatica. 1995. No 31(2). P. 249 – 255.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

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

12. Ankersen F. Thruster Modulation Techniques: Application to Eureca Attitude and Orbit Control System. ESA working paper. 1989. Р. EWP 1528.

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

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

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

16. Nesterov Y., Nemirovskii A. The Projective Method for Solving Linear Matrix Inequalities. Math. Programming Series B. 1997. Vol. 77. P. 163 – 190.

17. Храмов Д. А. Визуальное моделирование движения космического аппарата. Техническая механика. 2015. № 2. С. 49 – 58.

Copyright (©) 2017 С. В. Хорошилов

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка