as internal feedback. At the same time a problem of investigation of these systems did
not lose its urgency. The existing methodical approach causes problems especially
in synthesis of internal feedback. The critical analysis of the applied methods
has shown the combination of analytical studies and computer technologies is
promising. A technique is proposed for choosing the system parameters that allow
the economic modes of spacecraft stabilization to be ensured. The analytical study
results are verified by numerical simulation. It is shown that this technique offering
the visualization and convenience of using in the engineering practice provides a
good accuracy.
Keywords
:
spacecraft, control system, stabilization, internal feedback, relay-type
element, method of the joinings.
Экономичность системы стабилизации космического аппарата
(КА) — проблема, которая и сейчас сохраняет свою актуальность.
Решение большинства задач при помощи КА немыслимо без надеж-
ной и экономичной системы стабилизации, способной с требуемой
точностью поддерживать определенную ориентацию связанных с КА
осей в пространстве. Чем больше длительность управляемого полета
КА, тем актуальнее становится проблема экономичности режимов
функционирования.
Известно, что управление, оптимальное по любому из критери-
ев, — релейное. А при использовании в качестве исполнительных ор-
ганов реактивных двигателей малой тяги, жестко закрепленных на
корпусе КА, — это единственно возможный вид управления. При ре-
лейном управлении установившимся (стационарным) состоянием си-
стемы могут быть лишь автоколебания или близкие к ним режимы
движения. В пространстве состояний геометрическим образом авто-
колебаний является предельный цикл. Задача синтеза экономичного
режима стабилизации сводится к поиску таких проектных решений,
которые обеспечат реализацию динамических процессов, удовлетво-
ряющих следующим двум требованиям.
1. Предельный цикл режима автоколебаний должен иметь макси-
мальный период и минимально возможное значение суммарной дли-
тельности управляющих импульсов за период.
2. Из любой точки области допустимых начальных состояний си-
стема должна устойчиво переходить к установившемуся движению в
окрестности заданного конечного состояния. При этом параметры пе-
реходного процесса связаны рядом ограничений по времени, точности
и экономичности.
В достаточно полной мере удовлетворить этим требованиям до
настоящего времени не удалось. В некоторых частных случаях най-
дены оптимальные или близкие к ним решения, но они представляют
весьма ограниченный интерес. Например, получить максимально эко-
номичные автоколебания при малых значениях возмущающих момен-
тов, какие и имеют место основную часть полетного времени, не уда-
ется. Причина в том, что использование принципа параметрического
114 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2013. № 2
