Математическая модель КА с антропоморфным манипулятором с учетом деформаций

УДК 629.7.615.3

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КА С АНТРОПОМОРФНЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ С УЧЕТОМ ДЕФОРМАЦИЙ
И. А. Сидоров студент, Н С. Ащепкова доцент
ДНУ им О. Гончара

Особенности процесса управления угловым движением КА изменяемой конфигурации связаны с соизмеримостью масс корпуса КА и подвижных элементов конструкции и их угловых скоростей. В практически реализованных конструкциях подобных систем масса подвижных элементов составляет 5-20% от массы корпуса КА. Система успокоения ориентации и стабилизации (СУ ОС) часто работает одновременно с относительным движением элементов КА (раскрытие солнечных батарей, выдвижение штанг, перемещение манипулятора и т.д.)
В данной работе проанализированы существующие методы составления математических моделей КА изменяемой конфигурации с учетом недиагональности и нестационарности тензора инерции. Использование метода Лагранжа-Эйлера обусловлено ограниченным количеством обобщенных координат. Построение математических моделей управляемого углового движения КА изменяемой конфигурации, которые отображают свойства космического аппарата как объекта автоматического регулирования, даёт возможность получить качественную оценку взаимного влияния каналов управления для решения задач ориентации и получения статических и динамических характеристик КА изменяемой конфигурации. Это, в свою очередь, позволит на базе классических подходов теории автоматического регулирования выполнить оценку продолжительности включенного состояния исполнительных органов (ИО) по фазовым траекториям или переходным процессам и разработать метод расчета энергозатрат.
Построение алгоритмов управления КА на основе разработанной математической модели увеличивает быстродействие и экономичность СУ ОС. На этапе эскизного проектирования использование полученной математической модели позволяет оптимизировать конструкцию КА — уменьшить габариты и стартовую массу.