Методика расчета направления неустойчивости - Космический аппарат

Эффективная коррекция орбиты КА в окрестности точки либрации подразумевает изменение скорости КА с целью компенсации влияния возрастающей компоненты (4). Существует направление, изменение скорости вдоль которого приводит к наибольшему изменению возрастающей компоненты. Это направление будем называть направлением неустойчивости. Исполнение импульсов в направлении неустойчивости наиболее эффективно. Направление, ортогональное направлению неустойчивости, называется направлением устойчивости, и импульсы, исполненные в этом направлении, являются наименее эффективными. Исполнение импульсов коррекции возможно в любом направлении, кроме направления устойчивости, однако они менее эффективны, чем импульсы в направлении неустойчивости. Исследование направления неустойчивости необходимо при разработке стратегии удержания КА на гало-орбите для эффективного управления КА.

В данном исследовании была разработана методика расчета направления устойчивости. Т. к. известно, что направления устойчивости и неустойчивости ортогональны друг другу, зная направление устойчивости, можно отыскать и направление неустойчивости. Методика заключается в следующем: в некоторой точке гало-орбиты производится возмущение движения КА, т. е. скорость аппарата изменяется по некоторому направлению. Задача состоит в отыскании такого направления изменения скорости, при котором КА как можно дольше находится на орбите.

Как и в случае отыскания начальной скорости КА, данная задача решается итерационно. При каждом направлении изменения скорости аппарат отклоняется либо в сторону положительного, либо в сторону отрицательного изменения координаты X, т. е. возникает зависимость направления изменения скорости от конечной координаты X аппарата. Эта функция имеет разрыв, при котором КА не отклоняется ни в одну из сторон, т. е. остается на ограниченной орбите. Требуется отыскать этот разрыв.

Данный алгоритм был реализован в пакете GMAT. Блок-схема алгоритма приведена на рис. 1.

алгоритм расчета направления устойчивости

Рис. 11. Алгоритм расчета направления устойчивости.

Таким образом, были разработаны следующие алгоритмы:

    - Алгоритм подбора начальной скорости КА. Данный алгоритм позволяет подобрать такую начальную скорость аппарата, при которой он будет находиться на гало-орбите наиболее продолжительное время. - Алгоритм подбора величин корректирующих импульсов. Данный алгоритм основан на алгоритме подбора начальной скорости; основное отличие - учет направления исполнения импульса. - Алгоритм расчета направления неустойчивости. Данный алгоритм заключается в нахождении такого направления возмущения скорости КА, при возмущении по которому КА наибольшее время остается в окрестности точки L2.

Также были в пакете Matlab были разработаны функции, моделирующие технические ограничения на точность определения параметров КА и исполнение корректирующих импульсов.

На основе разработанных алгоритмов в пакете GMAT был создан сценарий, позволяющий моделировать движение КА на ограниченных орбитах вокруг точки L2.

1.

Похожие статьи




Методика расчета направления неустойчивости - Космический аппарат

Предыдущая | Следующая