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

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.7

Технічна механіка, 2018, 1, 48 - 58

АНАЛІЗ РОБАСТНОСТІ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ВІДНОСНИМ РУХОМ «ПАСТУХА З ІОННИМ ПРОМЕНЕМ»

Хорошилов С. В.

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

      Метою роботи є аналіз робастності системи керування рухом «пастуха з іонним променем» відносно об'єкта космічного сміття. При аналізі системи розглянуто вплив іонного променя, широкий спектр орбі-тальних збурень, неточності визначення відносного положення та реалізації керуючих впливів, нестаціо-нарність і параметричну невизначеність об'єкта керування, а також обмеження на амплітуду керуючих впливів. Визначено запаси стійкості по амплітуді та фазі для кожного з каналів керування. Задача аналізу стійкості об'єкта зі змінними коефіцієнтами зведена до задачі дослідження робастної стійкості системи по відношенню до невизначених параметрів. Невизначені параметри математичної моделі представлені з використанням лінійно-дробового перетворення. З використанням такого опису невизначеність моделі представлено у вигляді блоку збурень, що структурований і має блочно-діагональну форму. Застосовано міру робастності, засновану на понятті структурованих сингулярних чисел. Обчислено значення структуро-ваних сингулярних чисел, які демонструють робастність системи по відношенню до розглянутих факторів.

пастух з іонним променем, об'єкт космічного сміття, регулятор, робастність, невизначеність, збурення, структуроване сингулярне 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 Технічна механіка