Чувствительные элементы системы ориентации и стабилизации (СОС) космического аппарата (КА), как и любой другой прибор не застрахованы от сбоев и выхода из строя. При возникновении такой нештатной ситуации в системе управления КА должны быть предусмотрены соответствующие алгоритмические средства. Такие средства, реализованные в бортовой вычислительной машине (БВМ), восполняют возникший в системе недостаток информации на основе данных с работоспособных датчиков.
В качестве чувствительных элементов в составе СОС КА часто используется сочетание таких приборов, как датчик угловой скорости (ДУС) и звездный датчик (ЗД). На выход ДУС поступают абсолютные угловые скорости в проекциях на приборные оси.
В докладе рассмотрена ситуация выхода из строя ДУС и предложено решение в виде методики, обеспечивающей компенсацию отсутствия информации в БВМ об угловой скорости КА. В предлагаемой методике используются показания ЗД и данные о скорости вращения управляющих двигателей-маховиков, поступающие в БВМ с тахометров. На основе решения Пуассона составлен алгоритм вычисления угловой скорости КА по данным ЗД. При этом предполагается, что спутник перед отказом ДУС был стабилизирован относительно опорной (орбитальной) системы координат и вращается с малой скоростью.
Запаздывание и низкая частота поступления в БВМ информации со ЗД (1 раз в 3 сек) приводит к появлению систематических ошибок в вычисленной угловой скорости. Данная ошибка устраняется путем интегрирования на борту динамических уравнений вращательного движения КА в промежутке между измерениями ЗД. Для получения адекватных результатов интегрирования в правые части уравнений включены управляющие моменты от двигателей-маховиков (ДМ), действующие на КА. Управляющие моменты ДМ рассчитываются по информации о их скорости вращения, поступающей в БВМ с тахометров. Влияние неучтенных факторов на определение угловой скорости КА компенсируется периодической коррекцией (1 раз в 3 сек) начальных условий по информации со звездного датчика.
Постоянный адрес статьи в Интернет: http://www.ispl.ru/Upravlyayushchie_makhoviki_v_kachestve_izmeriteley_uglovoy_skorosti.html
Ключевые слова: Федеральная целевая программа, ФЦП, Научные и научно-педагогические кадры инновационной России, Королевские чтения, академические чтения, маховики, БВМ, ДУС, ЗД, ДМ, двигатели-маховики