Президиум РАНКосмические исследования Cosmic Research

  • ISSN (Print) 0023-4206
  • ISSN (Online) 3034-5502

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОЦЕНКА НАИХУДШЕЙ ТОЧНОСТИ ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Код статьи
S30345502S0023420625040066-1
DOI
10.7868/S3034550225040066
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 63 / Номер выпуска 4
Страницы
407-422
Аннотация
В работе рассматривается угловое движение космического аппарата под воздействием различных возмущающих факторов. Предлагается методика исследования пространства возмущающих параметров для оценки вероятности попадания точности ориентации в некоторый интервал, а также выявления наихудшей точности и соответствующих ей возмущающих параметров. Для анализа структуры всего множества возмущающих параметров используется способ получения статистического ансамбля и дальнейшей интерпретации данных. Наихудшее значение точности ориентации ищется с помощью метода роя частиц, в котором учитываются ограничения на возмущающие параметры. Приведен численный пример анализа точности ориентации в режиме орбитальной стабилизации обоими способами.
Ключевые слова
Дата публикации
24.11.2024
Год выхода
2024
Всего подписок
0
Всего просмотров
29

Библиография

  1. 1. Brasoveanu D., Hashmall J. Spacecraft Attitude Determination Accuracy From Mission Experience // Flight Mech. Theory, NASA, 1994. P. 153–168. https://www.tib.eu/de/suchen/id/BLCP%3ACN003744905
  2. 2. Henamos A.H., Haanos I.A., Konomuev E.C. u dp. Реализация режима солнечной ориентации космического аппарата с помощью системы двигателей-маховиков // Косм. исслед. 2023. T. 61. C. 143–156. https://journals.rcsi.science/0023-4206/article/view/J37338
  3. 3. Boussadia H., Mohammed M., Abdelkrim M. et al. Estimation of satellite attitude dynamics and external torques via mixed Kalman/H-infinity filter under inertia uncertainties // Aerosp. Syst. 2023. V. 6. P. 633–640. https://doi.org/10.1007/s42401-023-00235-4
  4. 4. Kim J., Bang H. Observer-Based Disturbance Estimation for a Spacecraft Inertial Pointing Using Magnetic Torquers // Trans. JAPAN Soc. Aeronaut. Sp. Sci. Aerosp. Technol. JAPAN. 2019. V. 17. https://doi.org/10.2322/tastj.17.447
  5. 5. Ivanov D., Roldugin D. Nanosatellite Three-Axis Attitude Control and Determination Using Two Magnetorquers Only // Proc. 9th International Conference on Recent Advances in Space Technologies. Istanbul, Turkey. 2019. P. 761–768. https://doi.org/10.1109/RAST.2019.8767828
  6. 6. Ivanov D., Roldugin D., Ovchinnikov M. Three-Axis Attitude Determination Using Magnetorquers // J. Guid. Control Dyn. 2018. V. 41. P. 1–24. https://doi.org/10.2514/1.G003698
  7. 7. Ivanov D.S., Ovchinnikov M.Y., Penkov V.I. et al. Advanced numerical study of the three-axis magnetic attitude control and determination with uncertainties // Acta Astronaut. 2017. V. 132. P. 103–110. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.11.045
  8. 8. Ulrich S., Côté J., de Lafontaine J. In-Flight Attitude Perturbation Estimation for Earth-Orbiting Spacecraft // J. Astronaut. Sci. 2009. V. 57. https://doi.org/10.1007/BF03321520
  9. 9. Khurshid O., Selkännho J., Soken H. et al. Small satellite attitude determination during plasma brake decribiting experiment // Acta Astronaut. 2016. V. 129. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2016.08.035
  10. 10. Wertz J. Spacecraft Attitude Determination And Control. Springer, 1978. https://doi.org/10.1007/978-94-009-9907-7
  11. 11. ECSS-E-ST-60-10C, Space engineering – Control performance, ECSS Secretariat ESA-ESTEC Requirements & Standards Division, Noordwijk, The Netherlands, 2008.
  12. 12. ECSS-E-HB-60-10A, Space engineering – Control performance guidelines, ECSS Secretariat ESA-ESTEC Requirements & Standards Division, Noordwijk, The Netherlands, 2010.
  13. 13. Kennedy J., Eberhart R. Particle swarm optimization // Proc. ICNN’95-International Conf. Neural Networks. Perth, WA, Australia. 1995. P. 1942–1948.
  14. 14. Guerman A.D., Ivanov D.S., Roldugin D.S. et al. Orbital and Angular Dynamics Analysis of the Small Satellite SAR Mission INFANTE // Cosmic Research. 2020. V. 58. P. 206–217. https://doi.org/10.1134/S0010952520030016
  15. 15. Зубов В.И. Лекции по теории управления. М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва “Наука”, 1975.
  16. 16. Tsiotras P. New Control Laws for the Attitude Stabilization of Rigid Bodies // IFAC Proc. 1994. V. 27. P. 321–326. https://doi.org/10.1016/S1474-6670 (17)45820-4
  17. 17. Осинникова М.Ю., Ткачев С.С., Карпенко С.О. Исследование углового движения микроспутника Чибис-Метрехосным маховичным управлением // Косм. исслед. 2012. T. 50. C. 462–471.
  18. 18. Барбашин Е.А. Введение в теорию устойчивости. М.: Наука, 1967.
  19. 19. Аппельova A., Abdelrahman N., Ivanov D. et al. CubeSat Magnetic Atlas and in-Orbit Compensation of Residual Magnetic Dipole // Proc. 71th International Astronautical Congress. The CyberSpace Edition. 12–14 October 2020.
  20. 20. Ovchinnikov M., Ivanov D. Approach to study satellite attitude determination algorithms // Acta Astronaut. 2014. V. 98. P. 133–137. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2014.01.024
  21. 21. Ivanov D., Ovchinnikov M., Ivlev N. et al. Analytical study of microsatellite attitude determination algorithms // Acta Astronaut. 2015. V. 116 P. 339–348. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2015.07.001
  22. 22. Chasser C., Noteborn R., Bodin P. et al. 3-Axis magnetic control: flight results of the TANGO satellite in the PRISMA mission // CEAS Sp. J. 2013. V. 5. P. 1–17. https://doi.org/10.1007/s12567-013-0034-9
  23. 23. Bodin P., Larsson R., Nilsson F. et al. PRISMA: An In-Orbit Test Bed for Guidance, Navigation, and Control Experiments // J. Spacecr. Rockets. 2009. V. 46. P. 615–623. https://doi.org/10.2514/1.40161
  24. 24. Ovchinnikov M.Y., Roldugin D.S., Penkov V.I. et al. Fully magnetic sliding mode control for acquiring three-axis attitude // Acta Astronaut. 2016. V. 121. P. 59–62. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2015.12.031
  25. 25. Tkachev S., Mashtakov Y., Ivanov D. et al. Effect of Reaction Wheel Imbalances on Attitude and Stabilization Accuracy // Aerosp. 2021. V. 8. https://doi.org/10.3390/aerospace8090252
  26. 26. Alcorn J., Allard C., Schaub H. Fully Coupled Reaction Wheel Static and Dynamic Imbalance for Spacecraft Jitter Modeling // J. Guid. Control. Dyn. 2018. V. 41. P. 1380–1388. https://doi.org/10.2514/1.G003277
  27. 27. Hoefding W. Probability Inequalities for Sums of Bounded Random Variables // J. Am. Stat. Assoc. 1963. V. 58. P. 13–30. https://doi.org/10.1080/01621459.1963.10500830
  28. 28. Dvoretzky A., Kiefer J., Wolfowitz J. Asymptotic Minimax Character of the Sample Distribution Function and of the Classical Multinomial Estimator // Ann. Math. Stat. 1956. V. 27. P. 642–669. https://doi.org/10.1214/aoms/1177728174
  29. 29. Kuzin S., Bogachev S., Pertsov A. et al. EUV telescope for a Cubesat nanosatellite // Appl. Opt. 2023. 62. P. 8462–8471. https://doi.org/10.1364/AO.501437
  30. 30. Kennedy R., Eberhart J. Particle swarm optimization // Proc. Int. Conf. Neural Networks. IEEE. Perth, Australia. 1995. V. 4. P. 1942–1948.
  31. 31. Trelea I.C. The particle swarm optimization algorithm: convergence analysis and parameter selection // Inf. Process. Lett. 2003. V. 85. P. 317–325. https://doi.org/10.1016/S0020-0190 (02)00447-7
  32. 32. Vanderbergh F., Engelbrecht A. A study of particle swarm optimization particle trajectories // Inf. Sci. 2006. V. 176. P. 937–971.
  33. 33. Okhitina A., Roldugin D., Tkachev S. Application of the PSO for the construction of a 3-axis stable magnetically actuated satellite angular motion // Acta Astronaut. 2022. V. 195. P. 86–97. https://doi.org/10.1016/J.ACTAASTRO.2022.03.001
  34. 34. Okhitina A., Roldugin D., Tkachev S. Magnetically controllable attitude trajectory constructed using the particle swarm optimization method // 72nd Int. Astronaut. Congr. Dubai, UAE. 2021.
  35. 35. Okhitina A., Tkachev S., Roldugin D. Comparative cost functions analysis in the construction of a reference angular motion implemented by magnetorquers // Aerospace. 2023. V. 10. Art.ID. 468.
  36. 36. Benewald B.B., Shuum A.M. Brunstine appozima-muveckux chii na вращательное движение искусственных спутников. Киев: Наук. думк, 1984.
  37. 37. Duboi S.H.C. Graphical Exploratory Data Analysis. Springer, 2012.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека