Reduction of angular velocities of AIST-2D spacecraft using a system of kinetic moment dumping

M G Shipov

doi:10.18287/2541-7533-2019-18-2-121-127

Abstract

The efficiency of a magnetic system of kinetic moment dumping in solving the problem of stabilizing Aist-2D spacecraft without using information on angular velocity is investigated. We defined the conditions under which the magnetic moment produced by electromagnets constitutes a useful control mechanical moment. Boundary conditions for preventing emergence of the parasitic moment are also defined. The paper presents the solution of the problem of forming the vector of the kinetic moment of the system spacecraft + control moment gyro according to the information on the vector of geomagnetic induction of the Earth. We defined the dependence of the time taken by the algorithm of angular speed reduction on the value and direction of the projections of the vector of spacecraft angular speeds at the time of algorithm actuation. The results obtained in the course of mathematical modeling and natural experiment on the spacecraft, the process of dumping angular speeds in providing the solution of the problem of attitude determination with the use of star sensors are compared.

Highlights

Постановка задачиИзвестно решение задачи гашения угловой скорости космического аппарата (КА) без использования информации об его угловой скорости [1; 2]
The efficiency of a magnetic system of kinetic moment dumping in solving the problem of stabilizing Aist-2D spacecraft without using information on angular velocity is investigated
We defined the conditions under which the magnetic moment produced by electromagnets constitutes a useful control mechanical moment

Summary

Постановка задачи

Известно решение задачи гашения угловой скорости КА без использования информации об его угловой скорости [1; 2]. В системе сброса кинетического момента K , накопленного СГК, момент, развиваемый силовыми электромагнитами, формируется в соответствии с релейным законом формирования координатной составляющей магнитного момента Li с гистерезисом d0 :. Здесь НСГК – кинетический момент СГК; J – матрица размерности 3 3, характеризующая моменты инерции КА относительно связанных с центром масс осей; ω – вектор абсолютной угловой скорости КА в проекциях на его связанные оси; d – единичный вектор, направленный по оси, ортогональной плоскости векторов K и В (по этому вектору направляется момент, развиваемый силовыми электромагнитами); Lн – номинальный магнитный момент силового электромагнита, одинаковый для каждой координатной оси. В постановке рассматриваемой задачи стабилизации КА без использования датчиков угловой скорости кинетический момент СГК равен нулю (СГК выключен) и отсутствует информация об угловой скорости КА, что не позволяет рассчитать вектор кинетического момента в соответствии с (3) и, следовательно, привести систему в начало координат по угловым скоростям. Где k0 – максимальная величина кинетического момента, которая может быть выдана в МССКМ по каждому каналу

Результаты математического моделирования и натурного эксперимента

Библиографический список