Алгоритм оценки угловой скорости космического аппарата в режиме живучести

Рассмотрен вопрос обеспечения живучести космического аппарата (КА) при его длительной автономной эксплуатации в условиях космического пространства для случаев критических отказов датчиков угловой скорости. Описан автономный контур управления в режиме живучести в виде функциональной схемы работы и математической модели управления. Приведен минимально необходимый приборный состав датчиковой ап- паратуры ориентации для реализации режима, а именно, солнечный датчик и датчик угловой скорости. На КА разработки АО «ИСС» имели место отказы датчика угловой скорости, снизившие степень резервирования и надежность КА, выход из строя резервного датчика угловой скорости приведет к невозможности использо- вания данного режима. Предложено одно из решений проблемы возможного отказа датчиков угловой скоро- сти для уже летающих КА на орбите путем разработки дополнительного алгоритма управления, что и явля- ется целью статьи. Разработана математическая модель управления без использования показаний датчика угловой скорости. Эта модель подробно описана и включает в себя оценку угловой скорости по ранее выдан- ным управляющим воздействиям, расчет управляющих воздействий и фильтрацию показаний оценки по изме- рениям солнечного датчика. Показано назначение каждого из вновь введенных блоков, которые дают такие преимущества, как повышение помехозащищённости контура к ошибкам измерений, обеспечение поискового вращения КА в случае отказа всех датчиков угловой скорости. Синтезирован улучшенный алгоритм управле- ния. После доработки основного алгоритма были проведены наземные и летные испытания. Математическое моделирование производилось в среде GNU Octave. Полунатурное моделирование проводилось на поворотных столах с установленными на них технологическими приборами ориентации и при использовании технологиче- ского вычислительного комплекса. Летные испытания проводились на реальном геостационарном КА, летаю- щем на орбите. По каждому виду испытаний приведено описание начальных условий для тестов, приведены графики измерения угловой скорости. Все проведенные испытания окончились успешно, и данный алгоритм применяется на КА разработки АО «ИСС».