Тезисы докладов Всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB" (28-29 мая 2002 г.). М.: ИПУ РАН. 2002. 207 С.: Ил.

Исследование и проектирование гиросиловых систем управления космических аппаратов: от спо динамика и сириус к MATLAB

Бутырин С.А., Сомов Е.И.
ГНУ НИИ ПНМС СамГТУ, г. Самара

Авторами представляются разработанная система программного обеспечения (СПО) ДИНАМИКА, реализованная в MS DOS [1], и ее развитие СИРИУС. Эти СПО поставлены в штатную эксплуатацию в головных организациях РКА и практически использованы при динамических исследованиях, проектировании и детальной имитации работы систем управления движением (СУД) ряда Российских космических аппаратов (КА) наблюдения и связи, а также при выполнении международных космических проектов.

Рис. 1. Множества сингулярных состояний СГК на основе 6 ГД.

СПО СИРИУС, как и MATLAB, является операционной средой входного языка программирования MATFOR (MATrix FORmula) и поддерживает технологию пакетов прикладных программ (Toolboxes) [2, 3]. Возрастающие требования к программному обеспечению (ПО) требуют перехода к современным средствам его создания. Учитывая большой объем накопленного ПО, выполненного на базе СПО СИРИУС [4-6], актуальной является задача его перевода в среду MATLAB.

Рассматриваются варианты перевода моделей на входном языке MATFOR к S-функциям Simulink с использованием языка С, или непосредственно к m-файлам с применением шаблонов.

Доклад иллюстрируется примерами MATLAB-приложений для динамических исследований гиросиловых СУД КА, включая задачи моделирования на основе подсистемы Simulink с применением анимации; анализа динамических возможностей избыточных силовых гирокомплексов (СГК) на основе гиродинов (ГД) и гиромаховиков (ГМ), областей вариации их суммарного кинетического момента, поверхности сингулярных состояний (рис. 1), в том числе при отказах ГД или ГМ.

Литература

1. Сомов Е.И, Бутырин С.А, Герасин С.А, Макаров В.П, Титов Г.П. СПО ДИНАМИКА для проектирования систем управления движением космических аппаратов: завершающая версия в операционной среде MC DOC //Управление движением и навигация летательных аппаратов, ч. II. Самара, 1999. С.175-177.
2. Бутырин С.А., Сомов Е.И. и др. Технология создания моделей и задач в системе ДИНАМИКА //Программные системы и продукты, 1999. № 1. С. 38-41.
3. Сомов Е.И., Бутырин С.А. и др. Программное средство ДИНАМИКА в имитации гиросиловых отказоустойчивых систем управления ориентацией космических аппаратов //Навигация и гироскопия, 1999. № 2(25). С. 92-107.
4. Somov Ye.I., Butyrin S.A. et al. Computer Aided Design and Flight Support of Spacecraft Control Systems //Preprints of 14th IFAC World Congress. Elsevier Science, Oxford, 1999. V. L, pp. 445-450.
5. Somov Ye.I., Butyrin S.A. et al. Dynamics of the maneuvering vehicle Ikar control system by orbital placement of Globalstar satellites //Preprints of 15th Symposium IFAC on Automatic Control in Aerospace. Bologna, Italy, 2001, pp. 372-377.
6. Somov Ye.I., Butyrin S.A. et al. Nonlinear dynamics of gyromoment attitude control system at communication satellite Sesat //Preprints of 5th IFAC Symposium “Nonlinear Control Systems”, V. 5. St.-Petersburg, 2001, pp. 1481-1486.