Построение с помощью графов математической модели микроконтроллерной системы управления двигателя-маховика в режиме заданной скорости для высокодинамичных космических аппаратов
Автор: Некрасов Владимир Викторович
Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia
Рубрика: Системный анализ, управление и обработка информации
Статья в выпуске: 1 (28), 2020 года.
Бесплатный доступ
Создание микроконтроллерной системы управления двигателем-маховиком для высокодинамичных космических аппаратов на российской элементно-компонентной базе позволило сформулировать постановку задачи по поиску функции управления в режиме заданной скорости вращения ротора двигателя-маховика. В данной статье изложен один из возможных вариантов математического исследования поставленной задачи, а именно - применение структурного анализа, базирующегося на теории графов. В рамках решения поставленной задачи был построен граф отработки новой требуемой скорости, а для рассмотрения варианта стохастического случая построены характеризующие его матрицы инцидентности и смежности. Поставленная задача была решена с помощью степенной матрицы, преобразующей множество смежных матриц графа допустимых маршрутов решения, найдена функция управления в реальном масштабе времени. По итогам проделанной работы осуществлены натурные испытания созданной функции управления скоростью вращения ротора двигателя-маховика, построена математическая модель функции управления в реальном масштабе времени, и сделаны выводы о возможности внедрения результатов данного исследования.
Функция управления, граф, матрица инцидентности, матрица смежности, степенная матрица, микроконтроллерное управление двигателем-маховиком, высокодинамичные космические аппараты
Короткий адрес: https://sciup.org/143177919
IDR: 143177919 | DOI: 10.33950/spacetech-2308-7625-2020-1-126-134
Список литературы Построение с помощью графов математической модели микроконтроллерной системы управления двигателя-маховика в режиме заданной скорости для высокодинамичных космических аппаратов
- Votel R, Sinclair D. Comparison of control moment gyros and reaction wheels for small Earth-observing satellites // 26th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites, Logan, Utah, USA, 2012. Режим доступа: https://digitalcommons.usu.edu/cgi/ viewcontent.cgi ?article = 1080&context=smalls at (дата обращения 14.06.2019 г.).
- АО «Корпорация «ВНИИЭМ». Режим доступа: http://www.vniiem.ru (дата обращения 20.02.2019 г.).
- Shields J., Pong C, Lo K, Jones L, Mohan S, Marom C., McKinley I., Wilson W. Andrade L. Characterization of CubeSat reaction wheel assemblies // Journal of Small Satellites. 2017. V. 6. № 1. Pp. 565-580.
- Анучин А. С. Системы управления электроприводами. М.: Издательский дом МЭИ, 2015. 373 с.
- Некрасов В.В., Щетинин М.Ю. Унифицированный модуль управления СОСБ малых КА на основе микроэвм. М.: Труды НПП ВНИИЭМ, 2008. С. 46-50.
- Калачев Ю.Н. Векторное регулирование (заметки практика). М.: Эхо, 2013. 66 с.
- Бабишин В.Д., Некрасов В.В., Со-седко К.А. Постановка научной задачи по разработке нового двигателя-маховика для управления малыми космическими аппаратами // Труды МКЭЭЭ-2018. С. 149-151.
- Bialke W., Hansell E. A newly discovered branch of the fault tree explaining systemic reaction wheel failures and anomalies / Proc. «ESMATS 2017», 20-22 September 2017, U.K., Hatfield, Univ. of Hertfordshire. Режим доступа: http://esmats.eu/esmatspapers/ pastpapers/pdfs/2017/bialke.pdf (дата обращения 14.06.2019 г.).
- Устенко А.С. Основы математического моделирования и алгоритмизации процессов функционирования сложных систем. М.: Бином, 2000. 250 с. Режим доступа: Нир://йИл$исЬ.ги/1УТ/ ВООК8/Мойе112/тйех.Ыт1 (дата обращения 24.07.2019 г.).
- Толпегин О.А., Литвинова П.Ю. Управление малым космическим аппаратом с использованием двигателя-маховика на основе метода управления поводырем // Вестник Череповецкого государственного университета. 2017. № 6(81). С. 44-51.
- Некрасов В.В. Построение математической модели микроконтроллерной системы управления двигателя-маховика в режиме заданной скорости с помощью различных математических методов и законов регулирования. М.: Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2019. Т. 171. № 4. С. 3-8.
- Зыков А.А. Основы теории графов. М.: Вузовская книга, 2004. С. 664.
- Резников Б.А. Системный анализ и методы системотехники. Ч. 1. Методология системных исследований. Моделирование сложных систем. М.: Высшая школа, 1990. С. 522.
