Аннотация. Обоснована необходимость использования оптимального по быстродействию управления угловым движением космического аппарата (КА), сближающегося с орбитальным объектом. Рассмотрен космический аппарат с неподвижно закрепленной на его корпусе двигательной установкой и двигателямимаховиками, используемыми в качестве исполнительных органов системы управления угловым движением. Определена зависимость угловой скорости вращения от угла поворота КА при его оптимальном по быстродействию развороте вокруг оси, направленной по вектору кратчайшего поворота. Учтены главные моменты инерции космического аппарата, гироскопические моменты сил, возникающие по перекрестным осям, а также ограничения на моменты сил, развиваемые двигателями-маховиками. Доказано, что при оптимальном по быстродействию управлении одна из проекций результирующего момента на оси, по которым установлены исполнительные органы, достигает ограничения. Разработаны алгоритмы расчета управляющих моментов, позволяющих развернуть аппарат вокруг оси кратчайшего поворота за минимальное время, и рассчитать положение любой связанной с корпусом оси аппарата во время его разворота. Работоспособность алгоритмов проверена математическим моделированием поворота корпуса КА на заданный угол. Близость к оптимальному результату показана путем сравнения с известным для такого случая решением.

Ключевые слова: угловое движение, экстенсивное управление, кватернион, оперативность

Список литературы:

 

1. Бутенин Н. В., Лунц Я. Р., Меркин Д. Р. Курс теоретической механики. М.: Наука, 1979. Т. 2. 544 с.
2. Авксентьев А. А., Котяшов Е. В. Результативность сближения космического аппарата с пассивным объектом в условиях действия случайных возмущений // Тр. XXXII Всерос. НТК „Проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем“, 27—28 июня 2013 г. Серпухов: Филиал ВА РВСН им. Петра Великого, 2013. Сб. 3. С. 18—24.
3. Бранец В. Н., Шмыглевский И. П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука, 1973. 320 с.
4. Авксентьев А. А., Ефимов В. П., Котяшов Е. В. Расчет условия включения двигательной установки космического аппарата с учетом динамики углового движения // Тр. XXXIV Всерос. конф. по проблемам науки и технологий, посвященной 90-летию со дня рождения академика В. П. Макеева. Миасс, Челябинская обл., 10—12 июня 2014 г. С. 151—155.