RU2095295C1 - Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method - Google Patents

Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method Download PDF

Info

Publication number
RU2095295C1
RU2095295C1 RU93050924A RU93050924A RU2095295C1 RU 2095295 C1 RU2095295 C1 RU 2095295C1 RU 93050924 A RU93050924 A RU 93050924A RU 93050924 A RU93050924 A RU 93050924A RU 2095295 C1 RU2095295 C1 RU 2095295C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
unit
determining
moment
output
Prior art date
Application number
RU93050924A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93050924A (en
Inventor
М.В. Левский
Original Assignee
Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева filed Critical Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева
Priority to RU93050924A priority Critical patent/RU2095295C1/en
Publication of RU93050924A publication Critical patent/RU93050924A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2095295C1 publication Critical patent/RU2095295C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: space engineering; control of angular motion and position of orbital stations, space platforms and other space vehicles. SUBSTANCE: in course of free rotation of space vehicle, correction of its angular motion is performed so that trajectory of this motion passes through preset final attitude of space vehicle. Moment of application, magnitude and direction of correcting pulse are selected depending on present angles of deflection of space vehicle from its initial and final attitude making use of quaternion formalism. For realization of this method, use is made of control system where boundary-value problem of shifting the space vehicle form initial at attitude to preset final attitude within required period of time is solved algorithmically. Required angular velocity is selected and control moment for acceleration and deceleration of space vehicle is formed on basis of measured angles of turn and moment of momentum of space vehicle. Plotting the trajectory of turn of space vehicle in main section of free trajectories makes it possible to reduce mass and power requirements for turn of space vehicle at specially organized check of motion and its correction. EFFECT: reduction of mass and power requirement; enhanced accuracy of realization of manoeuvre. 3 cl, 37 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике и может использоваться для эффективного управления угловым положением и движением космических аппаратов (КА), орбитальных станций и перспективных модулей. The invention relates to space technology and can be used to effectively control the angular position and movement of spacecraft (SC), orbital stations and advanced modules.

Известен способ осуществления переориентации космического аппарата [1] При этом способе управления переориентацией КА в требуемое конечное угловое положение вращение КА осуществляется по назначенным кинематическим траекториям согласно принципу управления по ускорению. Кинематические уравнения желаемого движения космического аппарата при развороте записываются через компоненты кватерниона:

Figure 00000002

причем:
Λн= Λ(O) кватернион начального положения КА.A known method of implementing the reorientation of the spacecraft [1] With this method of controlling the reorientation of the spacecraft to the desired final angular position, the rotation of the spacecraft is carried out according to the assigned kinematic trajectories according to the principle of acceleration control. The kinematic equations of the desired motion of the spacecraft during a turn are recorded through the components of the quaternion:
Figure 00000002

moreover:
Λ n = Λ (O) quaternion of the initial position of the spacecraft.

Λк= Λ(Tк) кватернион конечного положения КА.Λ k = Λ (T k ) quaternion of the final position of the spacecraft.

Тк время разворота КА.T by the time of the spacecraft reversal.

Символ "о" означает операцию умножения кватернионов, а символ ~ - взятие сопряженного кватерниона. The symbol "o" means the operation of multiplying quaternions, and the symbol ~ means taking the conjugated quaternion.

Закон управления разворотом КА по прикладываемому моменту оказывается достаточно простым и реализуется следящей системой. The control law of the spacecraft rotation by the applied moment is quite simple and is implemented by the tracking system.

Функциональная схема системы-аналога (фиг. 1) содержит блок 1 задания начального и конечного положений (БЗНКП), блок 2 задания моментов инерции (ВЗМИ), задатчик 3 времени разворота (ЗВР), блок 4 датчиков угловых скоростей (БДУС), бесплатформенную инерциальную навигационную систему 5 (БИНС), блок 6 определения параметров разворота (БОПР), блок 7 определения требуемой угловой скорости (БОТУС), блок 8 определения моментов управления (БОМУ). Functional diagram of an analog system (Fig. 1) contains a block 1 for setting the initial and final positions (BZNKP), a block 2 for setting the moments of inertia (VZMI), a reversal time adjuster 3 (ZVR), a block of 4 angular velocity sensors (BDS), a strapdown inertial navigation system 5 (SINS), block 6 determining the parameters of the turn (BOPR), block 7 determining the required angular velocity (BOTUS), block 8 determining the moments of control (BOMU).

В БИНС 5 по информации об угловой скорости

Figure 00000003
и начальному угловому положению Lн определяется в процессе интегрирования фактическое угловое положение Λ(t) которое при сравнении с требуемым конечным угловым положением Λк в БОПР 6 дает информацию L(t) о фазе процесса достижения требуемого углового положения. Вид назначенных траекторий движения КА содержит в качестве параметра время разворота Тк, информация о котором берется с ЗВР 3. По кватерниону разворота L относительно достижения цели управления Λк и по информации об угловой скорости
Figure 00000004
определяется желаемое изменение кватерниона L и, соответственно, определяется требуемая угловая скорость
Figure 00000005
для того, чтобы вращение КА проходило по назначенной траектории. Управляющие моменты определяются БОМУ 8 путем отслеживания требуемой угловой скорости с высокой точностью.In BINS 5 according to information on angular velocity
Figure 00000003
and the initial angular position L n determines in the process of integration the actual angular position Λ (t) which, when compared with the required final angular position Λ k in the BOPR 6, gives information L (t) about the phase of the process of achieving the desired angular position. The type of designated trajectories of the spacecraft motion contains, as a parameter, the turn time T k , information about which is taken from the gold reserves 3. According to the quaternion of the turn L with respect to the achievement of the control goal Λ k and according to information about the angular velocity
Figure 00000004
the desired change in the quaternion L is determined and, accordingly, the required angular velocity is determined
Figure 00000005
in order for the spacecraft to rotate along the designated path. The control moments are determined by BOMU 8 by tracking the required angular velocity with high accuracy.

При многих достоинствах систем, построенных по принципу управления по ускорению, применительно к управлению пространственным разворотом КА, отмеченная система обладает существенным недостатком назначенные траектории должны задаваться аналитически, а следовательно, движение по ним не обеспечивает минимизацию расхода топлива на реализацию разворота. Более того, не любая назначенная траектория может быть реализована фактически в силу ограниченности управляющих моментов

Figure 00000006
возможностями системы исполнительных органов:
Figure 00000007

Ближайшим по технической сущности аналогом является способ управления разворотом динамически симметричного КА [2] включающий определение параметров разворота, формирование и с заданного момента приложение к космическому аппарату разгонного импульса, по окончании участка свободного движения формирование и приложение тормозного импульса.With many advantages of systems built on the principle of acceleration control, as applied to the control of the spacecraft’s spatial turn, the marked system has a significant drawback, the assigned trajectories must be set analytically, and therefore, movement along them does not minimize fuel consumption for the turn. Moreover, not any assigned trajectory can be realized in fact due to the limited control moments
Figure 00000006
capabilities of the system of executive bodies:
Figure 00000007

The closest in technical essence analogue is a method for controlling the turn of a dynamically symmetric spacecraft [2], which includes determining the parameters of the turn, forming and, from a given moment, applying an accelerating impulse to the spacecraft, and at the end of the free-motion section, the formation and application of a brake impulse.

В этом способе разворота предполагается, что КА совершает регулярную процессию вокруг вектора кинетического момента. Моменты управления формируются таким образом, чтобы кинетический момент динамически симметричного КА сохранял в абсолютном пространстве свое направление неизменным во все время разворота. Движение состоит из участков, где действует максимальный момент mо (участки разгона и торможения КА) и участка свободного движения, на котором управляющий момент отсутствует. Определяющими характеристиками процесса разворота являются время разгона (торможения) и время начала торможения.In this reversal method, it is assumed that the spacecraft performs a regular procession around the kinetic moment vector. The control moments are formed in such a way that the kinetic moment of the dynamically symmetric spacecraft keeps its direction unchanged in absolute space throughout the entire turn. The movement consists of sections where the maximum moment m о acts (acceleration and braking sections of the spacecraft) and a section of free movement where there is no control moment. The defining characteristics of the reversal process are the acceleration (braking) time and the start time of braking.

Управляющие моменты формируются на участках разгона и торможения по выражению

Figure 00000008

где
Figure 00000009
вектор разворота (направление кинетического момента в инерциальном базисе).Control moments are formed in the areas of acceleration and deceleration according to the expression
Figure 00000008

Where
Figure 00000009
U-turn vector (direction of the kinetic moment in the inertial basis).

Λн кватернион начального положения относительно инерциального базиса.Λ n quaternion of the initial position relative to the inertial basis.

Λ кватернион текущего положения относительно инерциального базиса. Λ quaternion of the current position relative to the inertial basis.

Знак "+" соответствует участку разгона, а знак "-" участку торможения. Направление разворота

Figure 00000010
однозначно определяется кватернионом разворота
Figure 00000011
.The “+” sign corresponds to the acceleration section, and the “-” sign corresponds to the braking section. Heading
Figure 00000010
uniquely determined by the reversal quaternion
Figure 00000011
.

Функциональная структурная схема системы-прототипа, описанная в указанном выше источнике, содержит (фиг.2): блок 1 задатчиков начального и конечного положений аппарата (БЗНКП), блок 2 задатчиков моментов инерции аппарата (БЗМИ), задатчик 3 времени разворота (ЗВР), блок 4 датчика угловых скоростей (БДУС), бесплатформенную инерциальную навигационную систему 5 (БИНС), блок 6 определения параметров разворота (БОПР), блок 9 определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси (БОМИПО), блок 10 определения направления разворота (БОНР), блок 11 определения времени разгона (торможения) (БОВРТ), блок 12 определения кинетического момента аппарата (БОКМ), блок 13 определения отклонения кинетического момента от расчетного (БООКМ), блок 14 формирования управляющего момента (БФУМ), блок 15 формирования команды на разгон (БФКР), блок 16 формирования команды на торможение (БФКТ), задатчик 17 максимальной величины управляющего момента (ЗМВУМ), блок 18 определения вектора разворота (БОВР), блок 19 формирования сигнала об окончании участка свободного движения (БФСОСД), при этом выход задания параметров начального углового положения БЗНКП (1) связан с входом ввода параметров начального углового положения БОПР (6) и с входом ввода начальных условий БИНС (5), выход задания параметров конечного углового положения БЗНКП (1) связан с входом ввода параметров конечного углового положения БОПР (6), первый выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси ВЗМИ (2) связан с первым входом БОМИПО (9) и с первым входом ввода моментов инерции БОКМ (12), второй выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси БЗМИ (2) связан с вторым входом БОМИПО (9) и с вторым входом ввода моментов инерции БОКМ (12), выход задания момента инерции вокруг продольной оси БЗМИ (2) связан с третьим входом БОМИПО (9), с входом ввода момента инерции вокруг продольной оси БОНР (10) и с третьим входом ввода моментов инерции БОКМ (12), выход БДУС (4) связан с входом ввода вектора угловой скорости БИНС (5) и с входом ввода угловой скорости БОКМ (12), выход БИНС (5) связан с входом ввода текущего углового положения БООКМ (13) и с входом задания углового положения БФУМ (14), выход БОМИПО (9) связан с входом ввода момента инерции вокруг поперечной оси БОНР (10) и с входом ввода момента инерции БОВРТ (11), выход БОВРТ (11) связан с входом задания времени разгона БООКМ (13), выход БОКМ (12) связан с входом ввода кинетического момента БООКМ (13) и с информационным входом БФКТ (16), выход БООКМ (13) связан с информационным входом БФКР (15), выход БФКР (15) связан с первым логическим входом БФУМ (14), выход БФКТ (16) связан с вторым логическим входом БФУМ (14), выход ЗМВУМ (17) связан с входом ввода максимального момента управления БОВРТ (11), с входом ввода величины потребного момента управления БООКМ (13) и с входом задания величины момента управления БФУМ (14). The functional structural diagram of the prototype system described in the above source contains (Fig. 2): block 1 of the initial and final positions of the apparatus (BZNKP), block 2 of the units of moment of inertia of the apparatus (BZMI), the reverser time 3 (ZVR), block 4 of the encoder of angular velocities (BDUS), strapdown inertial navigation system 5 (BINS), block 6 for determining the rotation parameters (BOPR), block 9 for determining the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis (BOMIPO), block 10 for determining the direction of the rotation (BONR), block 11 ident the acceleration (braking) time (BOVRT), unit 12 for determining the kinetic moment of the apparatus (BOKM), block 13 for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one (BOOKM), block 14 for generating the control moment (BFUM), block 15 for generating the acceleration command (BFKR) , block 16 forming the braking command (BFKT), master 17 of the maximum value of the control torque (ZMVUM), block 18 determining the U-turn vector (BOVR), block 19 generating the signal about the end of the free movement section (BFSOSD), while the output of the parameter settings started of the angular position of the BZNKP (1) is connected to the input of the input of the parameters of the initial angular position of the BOPR (6) and to the input of the input of the initial conditions of the SINS (5), the output of the parameter of the final angular position of the BZNP (1) is connected to the input of the input of the parameters of the final angular position of the BOPR ( 6), the first output of setting the moments of inertia around the transverse axis of the VZMI (2) is connected with the first input of BOMIPO (9) and the first input of entering the moments of inertia of the BOKM (12), the second output of setting the moments of inertia around the transverse axis of the BZMI (2) is connected with the second BOMIPO entrance (9) and with the second input the BOKM moment of inertia input house (12), the output of the inertia moment determination around the BZMI longitudinal axis (2) is connected to the third BOMIPO input (9), the inertia moment input round the BONR longitudinal axis (10) and the third input of the BOKM inertia input ( 12), the BINS output (4) is connected to the input of the input of the SINS angular velocity vector (5) and to the input of the input of the angular velocity BOKM (12), the output of the SINS (5) is connected to the input of the input of the angular velocity BOOKM (13) and to the task input angular position of the BFUM (14), the output of the BOMIPO (9) is connected to the input input moment of inertia around the transverse axis ONR (10) and with the input of the moment of inertia input BOVRT (11), the output of the BOVRT (11) is connected to the input for setting the acceleration time of the BOOKM (13), the output of the BOKM (12) is connected to the input of the input of the kinetic moment of the BOOKM (13) and with the information input BFKT (16), BOOKM output (13) is connected to the BFKR information input (15), BFKR output (15) is connected to the first BFUM logical input (14), BFKT output (16) is connected to the second BFUM logical input (14), output ZMVUM (17) is connected to the input input of the maximum control moment of the BOVRT (11), with the input input of the value of the required control moment of the BOOKM (13) and with the input of the task in the magnitude of the control moment BFUM (14).

По начальному Λн и конечному Λк положениям БОПР 6 определяет кватернион разворота Λp по выражению

Figure 00000012
Одновременно БОМИПО (9) вычисляет, по известным моментам инерции КА: Jx, Jy, Jz в связанных осях, величину
Figure 00000013

Далее в БОНР (10) определяется направление расчетного кинетического момента
Figure 00000014
в связанных осях (направление разворота) и угол разворота ψ По времени разворота Тк, углу разворота j и моменту инерции вокруг поперечной оси J БОВРТ (11) определяется время разгона (торможения) t по формуле:
Figure 00000015

В БОВРТ 18 вычисляется вектор разворота
Figure 00000016
согласно выражению:
Figure 00000017

Вектор
Figure 00000018
неподвижен в инерциальной системе координат. По информации БИНС (5) Λ определяется направление требуемого кинетического момента
Figure 00000019
в связанной системе координат.From the initial Λ n and final Λ to the positions of the BOPR 6 determines the quaternion of the turn Λ p by the expression
Figure 00000012
At the same time, BOMIPO (9) calculates, according to the known moments of inertia of the spacecraft: J x , J y , J z in the connected axes, the value
Figure 00000013

Further, in the BONR (10), the direction of the calculated kinetic moment is determined
Figure 00000014
in the connected axes (the direction of the turn) and the angle of the turn ψ From the time of the turn T to , the angle of the turn j and the moment of inertia around the transverse axis J BOWRT (11), the acceleration (braking) time t is determined by the formula:
Figure 00000015

In BOVRT 18, the U-turn vector is calculated
Figure 00000016
according to the expression:
Figure 00000017

Vector
Figure 00000018
motionless in an inertial coordinate system. According to the SINS (5) Λ, the direction of the required kinetic moment is determined
Figure 00000019
in a linked coordinate system.

С момента поступления команды на разворот tраз "I" БФКР (15) формирует сигнал набора требуемого кинетического момента R "I", и к КА прикладывается управляющий момент (разгонный импульс), сформированный в БФМУ (14). По угловой скорости

Figure 00000020
определяемой БДУС (4), и моментам инерции КА в БОКМ (12) вычисляется фактический кинетический момент:
Figure 00000021
В БООКМ (13) вычисляется рассогласование
Figure 00000022
. Управляющий момент прикладывается до тех пор, пока
Figure 00000023
В момент времени, когда
Figure 00000024
начинается участок свободного движения, на котором управляющий момент отсутствует. Через время tт= Tк- τ с начала разворота на выходе БФСОСД (19) появляется сигнал начала торможения, БФКТ (16) выдает команду: Т "I", по которой БФУМ (14) формирует и прикладывает к КА управляющий момент
Figure 00000025
(тормозной импульс; Т "I"). В момент времени, когда
Figure 00000026
БФКТ (16) снимает команду на торможение: Т "0", разворот КА будет завершен, и управляющие моменты отсутствуют. Система готова к следующему развороту.From the moment a command is received for turning t times “I”, the BFKR (15) generates a set signal of the required kinetic momentum R “I”, and a control moment (accelerating pulse) generated in the BFMU (14) is applied to the spacecraft. Angular velocity
Figure 00000020
determined by BDUS (4), and the moments of inertia of the spacecraft in the BOKM (12), the actual kinetic moment is calculated:
Figure 00000021
In BOOCM (13), the mismatch is calculated
Figure 00000022
. The control moment is applied until
Figure 00000023
At the point in time when
Figure 00000024
the free movement section begins, on which the control moment is absent. After a time t t = T to - τ from the beginning of the turn, the signal of the start of braking appears at the output of the BFSSD (19), the BFKT (16) issues the command: T "I", by which the BFUM (14) generates and applies the control moment to the spacecraft
Figure 00000025
(brake impulse; T "I"). At the point in time when
Figure 00000026
BFKT (16) removes the braking command: T "0", the spacecraft rotation will be completed, and control moments are absent. The system is ready for the next turn.

Недостатком способа и системы-прототипа является низкая точность разворота в случае несимметричного КА и при разворотах на большие углы, так как определение вектора разворота

Figure 00000027
не учитывает действия динамических эффектов и внешних возмущающих моментов, которые имеют место при реальных программных разворотах КА.The disadvantage of the method and the prototype system is the low accuracy of the turn in the case of an asymmetric spacecraft and when turning at large angles, since the determination of the turn vector
Figure 00000027
It does not take into account the effects of dynamic effects and external disturbing moments that occur during real programmed turns of the spacecraft.

Техническим результатом данного изобретения является существенное повышение точности приведения фактически несимметричного КА в требуемое угловое положение при относительно низких затратах топлива. The technical result of this invention is a significant increase in the accuracy of bringing a virtually asymmetric spacecraft to the required angular position at relatively low fuel costs.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе управления разворотом КА, включающем определение параметров разворота, формирование и с заданного момента приложение к космическому аппарату разгонного импульса, по окончании участка свободного движения формирование и приложение тормозного импульса, измеряют углы разворота вокруг оси эквивалентного вращения между теаущим и начальным (νн) угловыми положениями и между текущим и конечным (νк) угловыми положениями, сравнивают их, в момент выполнения равенства νн= νк фиксируют текущее угловое положение, сравнивают его с прогнозируемым угловым положением, соответствующим положению космического аппарата в момент равенства ν * н = ν * к для расчетной траектории движения, и определяют прицелочные параметры Λпр по выражению

Figure 00000028

где
Λк кватернион заданного конечного углового положения космического аппарата;
Λ* кватернион прогнозируемого углового положения космического аппарата;
L кватернион текущего углового положения космического аппарата;
Lпр кватернион прицелочного положения космического аппарата, затем определяют вектор кинетического момента
Figure 00000029
требуемого для приведения космического аппарата при свободном его вращении в прицелочное положение, и прикладывают к космическому аппарату управляющий момент, определяемый выражением
Figure 00000030

до тех пор, пока
Figure 00000031

где
Figure 00000032
фактический кинетический момент космического аппарата;
Figure 00000033
требуемый кинетический момент;
mo максимальная величина управляющего момента,
с момента равенства фактического кинетического момента
Figure 00000034
требуемому
Figure 00000035
измеряют угол разворота вокруг оси эквивалентного вращения от текущего к конечному угловому положению νк определяют значение угла доворота ψдов производимого при торможении космического аппарата, по выражению
Figure 00000036

где
I1, I2, I3 моменты инерции КА относительно его связанных осей: x, y, z;
I моменты инерции КА вокруг поперечной оси;
l1, l2, l3 компоненты кватерниона доворота:
Figure 00000037

в момент равенства νк = ψдов определяют направление тормозного импульса и прикладывают к космическому аппарату управляющий момент в этом направлении.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method of controlling the spacecraft’s turn, including determining the parameters of the turn, forming and from a given moment applying an accelerating impulse to the spacecraft, at the end of the free motion section, forming and applying a braking impulse, measure the turning angles around the axis of equivalent rotation between the current and initial (ν n ) angular positions and between the current and final (ν k ) angular positions, compare them, at the moment of equality ν n = ν k fix the current angular position, compare it with the predicted angular position corresponding to the position of the spacecraft at the moment of equality ν * n = ν * to for the calculated trajectory of motion, and determine the impact parameters Λ pr by the expression
Figure 00000028

Where
Λ to the quaternion of a given final angular position of the spacecraft;
Λ * quaternion of the predicted angular position of the spacecraft;
L quaternion of the current angular position of the spacecraft;
L pr quaternion aiming position of the spacecraft, then determine the vector of kinetic moment
Figure 00000029
required to bring the spacecraft with its free rotation in the aiming position, and apply to the spacecraft a control moment defined by the expression
Figure 00000030

until
Figure 00000031

Where
Figure 00000032
the actual kinetic moment of the spacecraft;
Figure 00000033
required kinetic moment;
m o the maximum value of the control moment,
since the equality of the actual kinetic moment
Figure 00000034
required
Figure 00000035
measure the rotation angle around the axis of equivalent rotation from the current to the final angular position ν to determine the value of the angle of rotation ψ dov produced during braking of the spacecraft, by the expression
Figure 00000036

Where
I 1 , I 2 , I 3 moments of inertia of the spacecraft relative to its associated axes: x, y, z;
I moments of inertia of the spacecraft around the transverse axis;
l 1 , l 2 , l 3 components of the quaternion dovor:
Figure 00000037

at the moment of equality ν k = ψ dov determine the direction of the braking pulse and apply a control moment in this direction to the spacecraft.

При этом в способе предлагается с момента равенства фактического кинетического момента

Figure 00000038
требуемому
Figure 00000039
непрерывно определять параметры доворота
Figure 00000040
определять кинетический момент доворота в проекциях на связанные оси аппарата:
Figure 00000041

определять угол доворота, производимого космическим аппаратом при торможении, по выражению
Figure 00000042

где
Figure 00000043
вектор угловой скорости космического аппарата, измерять угол разворота вокруг оси эквивалентного вращения от текущего к конечному угловому положению nк в момент равенства
Figure 00000044

к космическому аппарату прикладывать корректирующий момент до достижения равенства
Figure 00000045
с момента выполнения условия νк = νдов к космическому аппарату прикладывать управляющий момент
Figure 00000046
до полной остановки космического аппарата.Moreover, the method proposes from the moment of equality of the actual kinetic moment
Figure 00000038
required
Figure 00000039
continuously determine the parameters of the turn
Figure 00000040
determine the kinetic moment of a turn in projections onto the connected axes of the apparatus:
Figure 00000041

determine the angle of the turn made by the spacecraft during braking, by the expression
Figure 00000042

Where
Figure 00000043
spacecraft angular velocity vector; measure the rotation angle around the axis of equivalent rotation from the current to the final angular position n k at the moment of equality
Figure 00000044

apply a corrective moment to the spacecraft until equality is achieved
Figure 00000045
from the moment the condition ν k = ν dov is fulfilled, apply a control moment to the spacecraft
Figure 00000046
until the spacecraft stops completely.

Указанный технический результат достигается также тем, что в систему управления разворотом КА, содержащую блок задатчиков начального и конечного положений аппарата, блок задатчиков моментов инерции аппарата, задатчик времени разворота, блок датчиков угловых скоростей, бесплатформенную инерциальную навигационную систему, блок определения параметров разворота, блок определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси, блок определения направления разворота, блок определения времени разгона-торможения, блок определения кинетического момента аппарата, блок определения отклонения кинетического момента от расчетного, блок формирования управляющего момента, блок формирования команды на разгон, блок формирования команды на торможение, задатчик максимальной величины управляющего момента, при этом выход задания параметров начального углового положения блока задатчиков начального и конечного положений аппарата связан с входом ввода параметров начального углового положения блока определения параметров разворота и с входом ввода начальных условий бесплатформенной инерциальной навигационной системы, выход задания параметров конечного углового положения блока задатчиков начального и конечного положений аппарата связан с входом ввода параметров конечного углового положения блока определения параметров разворота, первый выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с первым входом блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси и с первым входом ввода моментов инерции блока определения кинетического момента аппарата, второй выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с вторым входом блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси и со вторым входом ввода моментов инерции блока определения кинетического момента аппарата, выход задания момента инерции вокруг продольной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с третьим входом блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси, с входом ввода момента инерции вокруг продольной оси блока определения направления разворота и с третьим входом ввода моментов инерции блока определения кинетического момента аппарата, выход блока датчиков угловых скоростей связан с входом ввода вектора угловой скорости бесплатформенной инерциальной навигационной системы и с входом ввода угловой скорости блока определения кинетического момента аппарата, выход бесплатформенной инерциальной навигационной системы связан с входом ввода текущего углового положения блока определения отклонения кинетического момента от расчетного и с входом задания углового положения блока формирования управляющего момента, выход блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси связан с входом ввода момента инерции вокруг поперечной оси блока определения направления разворота и с входом ввода момента инерции блока определения времени разгона-торможения, выход блока определения времени разгона-торможения связан с входом задания времени разгона блока определения отклонения кинетического момента от расчетного, выход блока определения кинетического момента аппарата связан с входом ввода кинетического момента блока определения отклонения кинетического момента от расчетного и с информационным входом блока формирования команды на торможение, выход блока определения отклонения кинетического момента от расчетного связан с информационным входом блока формирования команды на разгон, выход блока формирования команды на разгон связан с первым логическим входом блока формирования управляющего момента, выход блока формирования команды на торможение связан с вторым логическим входом блока формирования управляющего момента, выход задатчика максимальной величины управляющего момента связан с входом ввода максимального момента управления блока определения времени разгона-торможения, с входом ввода величины потребного момента управления блока определения отклонения кинетического момента от расчетного и с входом задания величины момента управления блока формирования управляющего момента, введены блок коррекции времени разворота, блок коррекции параметров разворота, блок фиксации параметров разворота, блок определения прицелочных параметров, блок обновления параметров разворота, блок определения расчетного углового положения, блок определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, блок определения наличия вектора разворота, блок фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения, блок определения момента выдачи корректирующего импульса, блок определения начала торможения, блок определения направления разгонного и корректирующего импульсов, блок определения направления тормозного импульса, блок определения направления управляющего момента, при этом выход задания параметров начального углового положения блока задатчиков начального и конечного положений аппарата связан с входом ввода начальных условий блока фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения и входом ввода начального положения блока определения момента выдачи корректирующего импульса, выход задания параметров конечного углового положения блока задатчиков начального и конечного положений аппарата связан с входом ввода требуемого положения блока коррекции параметров разворота и с входом ввода конечного положения блока определения момента выдачи корректирующего импульса, первый выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с первым входом ввода моментов инерции блока определения расчетного углового положения, второй выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с вторым входом ввода моментов инерции блока определения расчетного углового положения, выход задания момента инерции вокруг продольной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с третьим входом ввода моментов инерции блока определения расчетного углового положения, выход задатчика времени разворота связан с входом блока коррекции времени разворота, выход бесплатформенной инерциальной навигационной системы связан с входом ввода текущего положения блока коррекции параметров разворота, с входом ввода параметров движения блока фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения, с входом ввода фактического углового положения блока определения момента выдачи корректирующего импульса, с входами ввода углового положения блока определения направления разгонного и корректирующего импульсов и блока определения направления тормозного импульса, выход блока определения параметров разворота связан с входом ввода начальных условий блока фиксации параметров разворота, выход блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси связан с входом задания усредненного момента инерции блока определения расчетного углового положения и с входом ввода момента инерции блока определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, выход задания вектора разворота блока определения направления разворота связан с входом ввода вектора разворота блока определения расчетного углового положения, выход задания угла разворота блока определения направления разворота связан с входом ввода угла разворота блока определения расчетного углового положения, выход блока определения кинетического момента аппарата связан с входом ввода параметров движения блока определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, и с входом ввода кинетического момента блока определения направления тормозного импульса, выходы блока определения отклонения кинетического момента от расчетного связан с входом ввода рассогласования блока определения направления разгонного и корректирующего импульсов, выход блока формирования команды на разгон связан с логическим входом блока определения направления разгонного и корректирующего импульсов и с первым стробирующим входом блока определения направления управляющего момента, выход блока формирования команды на торможение связан с логическим входом блока определения направления тормозного импульса и с вторым стробирующим входом блока определения направления управляющего момента, выход задатчика максимальной величины управляющего момента связан с входом ввода величины момента управления блока определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, выход блока коррекции времени разворота связан с входами ввода времени разворота блока определения времени разгона-торможения и блока определения расчетного углового положения, выход блока коррекции параметров разворота связан с входом ввода новых параметров блока фиксации параметров разворота, выход блока фиксации параметров разворота связан с первым входом блока определения прицелочных параметров и с входом ввода начальных условий блока обновления параметров разворота, выход блока определения прицелочных параметров связан с входами ввода требуемого углового положения блока обновления параметров разворота и блока определения расчетного углового положения, выход блока обновления параметров разворота связан с информационным входом блока определения направления разворота, выход задания угла разворота блока определения расчетного углового положения связан с входом ввода угла разворота блока определения времени разгона-торможения, выход задания вектора разворота блока определения расчетного углового положения связан с входом ввода вектора разворота блока определения отклонения кинетического момента от расчетного и с входом блока определения наличия вектора разворота, выход задания расчетного положения блока определения расчетного углового положения связан с входом ввода расчетных параметров блока коррекции параметров разворота, логический выход блока определения расчетного углового положения связан со стробирующим входом блока обновления параметров разворота, выход задания углового положения по прогнозу блока определения расчетного углового положения связан с входом ввода прогнозируемого положения блока обновления параметров разворота, выход блока определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, связан с первым входом блока определения начала торможения, выход блока определения наличия вектора разворота связан с входом разрешения блока формирования команды на разгон, выход блока фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения связан с входом ввода начальных условий блока определения отклонения кинетического момента от расчетного, с вторым входом блока определения прицелочных параметров и с входом ввода начального положения блока определения расчетного углового положения, логический выход блока определения момента выдачи корректирующего импульса связан со стробирующим входом блока формирования команды на разгон, с управляющими входами блока фиксации параметров разворота и блока фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения, информационный выход блока определения момента выдачи корректирующего импульса связан с вторым входом блока определения начала торможения, выход блока определения начала торможения связан с логическим входом блока формирования команды на разгон и с логическим входом блока формирования команды на торможение, выход блока определения направления разгонного и корректирующего импульсов связан с первым информационным входом блока определения направления управляющего момента, выход блока определения направления тормозного импульса связан с вторым информационным входом блока определения направления управляющего момента, выход блока определения направления управляющего момента связан с входом ввода направления разворота блока формирования управляющего момента. The indicated technical result is also achieved by the fact that the spacecraft’s turn control system contains a set of adjusters for the initial and final positions of the apparatus, a set of moment inertia adjusters of the apparatus, a turn time adjuster, an angular velocity sensor block, a strap-down inertial navigation system, a turn parameter determination unit, and a determination unit the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis, the unit for determining the direction of the turn, the unit for determining the time of acceleration-braking, the unit for determining the kinetic moment of the apparatus, a unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one, a unit for generating a control moment, a unit for generating an acceleration command, a unit for generating a braking command, a setpoint for a maximum value for the control moment, and an output for setting parameters of an initial angular position of a set of adjusters for an initial and final position of the apparatus connected to the input of input parameters of the initial angular position of the unit for determining the parameters of the turn and with the input input of the initial conditions of platform of an inertial navigation system, the output of setting the parameters of the final angular position of the set of adjusters of the initial and final positions of the apparatus is connected to the input of the input of the parameters of the final angular position of the set of parameters for turning, the first output of setting the moments of inertia around the transverse axis of the set of adjusters of the moment of inertia of the apparatus is connected to the first input of the determining unit the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis and with the first input of the moment of inertia of the unit for determining the kinetic moment of the apparatus a, the second output of the set of moments of inertia around the transverse axis of the unit of setpoints of moment of inertia of the apparatus is connected with the second input of the unit for determining the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis and with the second input of the set of moments of inertia of the unit for determining the kinetic moment of the apparatus, the output of the set of moment of inertia around the longitudinal axis of the set of moment setters the inertia of the apparatus is connected with the third input of the unit for determining the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis, with the input of the input of the moment of inertia around the longitudinal axis of the block being determined the direction of the headland and with the third input of the moment of inertia input of the unit determining the kinetic moment of the device, the output of the unit of angular velocity sensors is connected to the input of the input of the angular velocity vector of the strapdown inertial navigation system and the input of the input of the angular speed of the unit of determining the kinetic moment of the device, the output of the strapdown inertial navigation system is connected with the input input of the current angular position of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one and with the input of the task the angular position of the control moment formation unit, the output of the apparatus inertia moment determination unit around the transverse axis is connected with the input of the moment of inertia input about the transverse axis of the rotation direction determination unit and with the input of the inertia moment input of the acceleration-braking time determination unit, the output of the acceleration-braking time determination unit is connected with the input of the job for the acceleration time of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one, the output of the unit for determining the kinetic moment of the apparatus is connected to the input the input of the kinetic moment of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one and with the information input of the unit for generating the braking command, the output of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one is connected to the information input of the unit for generating the acceleration command, the output of the unit for generating the acceleration command is associated with the first logical input control moment formation block, the output of the brake command formation block is connected to the second logical input of the control formation block of the moment, the output of the setpoint of the maximum value of the control moment is connected to the input of the input of the maximum control moment of the unit for determining the acceleration-braking time, with the input of the input of the value of the required control moment of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one and with the input of the task of the value of the control moment of the control moment formation unit, the block is entered correction of the turn time, block of correction of the parameters of the turn, block of fixing the parameters of the turn, block of determination of the aiming parameters, b U-turn parameters update lock, unit for determining the estimated angular position, unit for determining the angle of the do-not produced during braking of the device, unit for determining the presence of the u-turn, unit for fixing the angular position of the device at the beginning of the free movement section, unit for determining the moment of issuing a correction pulse, unit for determining the start of braking, a unit for determining the direction of the accelerating and correcting pulses, a unit for determining the direction of the brake pulse, a unit for determining the direction of the control about the moment, while the output of setting the parameters of the initial angular position of the set of adjusters of the initial and final positions of the apparatus is connected to the input of the input of the initial conditions of the block fixing the angular position of the apparatus to the beginning of the free movement section and the input of the input of the initial position of the block determining the moment of issuance of the correcting pulse, the output of the final parameters the angular position of the setter unit of the initial and final positions of the apparatus is connected with the input input of the required position of the parameter correction unit inversion and with the input of the input of the final position of the unit determining the moment of output of the correcting pulse, the first output of the set of moments of inertia around the transverse axis of the unit of moment of inertia of the apparatus is connected with the first input of the input of moments of inertia of the unit to determine the calculated angular position, the second output of the set of moments of inertia around the transverse axis of the unit of setters moments of inertia of the apparatus is connected with the second input of the input of moments of inertia of the unit for determining the calculated angular position, the output of the job of the moment of inertia of the wok angle of the longitudinal axis of the unit of moment of inertia adjusters of the apparatus is connected to the third input of the input of moments of inertia of the unit for determining the calculated angular position, the output of the turn time adjuster is connected to the input of the turn time correction block, the output of the strapdown inertial navigation system is connected to the input of the current position input of the turn parameter correction block, s the input of the input of the motion parameters of the block fixing the angular position of the apparatus at the beginning of the free movement section, with the input of the input of the actual angular position of the unit for determining the moment of issuance of the correcting pulse, with inputs for entering the angular position of the unit for determining the direction of the accelerating and correcting impulses and the unit for determining the direction of the brake pulse, the output of the unit for determining the parameters of the rotation is connected to the input of the input of the initial conditions of the block for fixing the parameters of the rotation, the output of the unit for determining the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis is connected to the input of the task of the averaged moment of inertia of the unit for determining the calculated angular position and input and the moment of inertia of the unit for determining the angle of rotation, produced during braking of the device, the output of the job of the rotation vector of the block for determining the direction of rotation is connected to the input of the input of the rotation vector of the block for determining the estimated angular position, the output of the job of the angle of rotation of the block determining the direction of rotation is connected to the input of the input of the rotation angle of the block for determining angular position, the output of the unit for determining the kinetic moment of the apparatus is connected to the input input of the motion parameters of the unit for determining the angle of rotation produced during braking of the apparatus, and with the input of the input of the kinetic moment of the block determining the direction of the brake pulse, the outputs of the block for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one are connected to the input of the input of the mismatch of the block for determining the direction of the accelerating and correcting pulses, the output of the unit for generating the acceleration command is connected to the logical input of the block determine the direction of the accelerating and correcting pulses and with the first gate input of the block determining the direction of the control moment, in the output of the unit for generating the braking command is connected with the logical input of the unit for determining the direction of the brake pulse and with the second gate input of the unit for determining the direction of the control moment, the output of the master unit for the maximum value of the control moment is connected to the input of the input of the value of the moment of control of the unit for determining the angle of rotation made during braking of the device, the output the heading time correction unit is connected to the inputs of the heading-in time of the heading unit for determining the acceleration-braking time and the unit for determining p of an ascending angular position, the output of the correction unit for the rotation parameters is connected to the input of the input of new parameters of the block for fixing the parameters of the rotation, the output of the block for fixing parameters of the rotation is connected to the first input of the block for determining the aiming parameters and the input for entering the initial conditions of the block for updating the parameters of the rotation, the output of the block for determining the aiming parameters is connected with inputs of the input of the required angular position of the unit for updating the U-turn parameters and the unit for determining the calculated angular position, the output of the block parameters of the heading is connected to the information input of the heading unit for determining the direction of the heading, the output of specifying the heading angle of the unit for determining the calculated angular position is connected to the input of the heading angle of the heading unit for determining the acceleration-braking time, the output of specifying the heading vector of the heading unit for determining the calculated angular position is connected to the input of inputting the heading unit vector determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one and with the input of the block for determining the presence of a reversal vector, the output of the task of the calculated position I of the unit for determining the estimated angular position is connected to the input of the input of the calculated parameters of the unit for correcting the rotation parameters, the logical output of the unit for determining the estimated angular position is connected to the gate input of the unit for updating the parameters of the rotation, the output of the job of the angular position according to the forecast of the unit for determining the estimated angular position is connected to the input of the predicted position input the unit for updating the U-turn parameters, the output of the unit for determining the angle of the U-turn produced during braking of the device is connected with the first input of the unit for determining the start of braking, the output of the unit for determining the presence of a turn vector is connected with the input of the resolution of the unit for generating the acceleration command, the output of the unit for fixing the angular position of the apparatus at the beginning of the free movement section is connected with the input of the input of the initial conditions of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one, with the second the input of the block for determining the aiming parameters and with the input input for entering the initial position of the block for determining the calculated angular position, the logical output of the block for determining the moment the corrective impulse is issued is connected to the gate input of the acceleration command generation unit, with the control inputs of the pivot parameter fixation unit and the device's angular position fixation unit at the beginning of the free movement section, the information output of the corrective impulse moment determination unit is connected to the second input of the brake start determination unit, the output of the unit for determining the start of braking is connected with the logical input of the unit for generating the acceleration command and with the logical input of the block is formed a braking command, the output of the block for determining the direction of the accelerating and correcting pulses is connected to the first information input of the block for determining the direction of the control moment, the output of the block for determining the direction of the brake moment is connected to the second information input of the block for determining the direction of the control moment, the output of the block for determining the direction of the control moment is connected to the input entering the direction of the reversal of the control moment formation block

На фиг. 1 изображена функциональная схема системы-аналога; на фиг. 2 - функциональная схема системы-прототипа; на фиг. 3 временные диаграммы для системы-прототипа и предлагаемой системы; на фиг. 4 функциональная схема предлагаемой системы; на фиг. 5 схема реализации БОПР 6; на фиг. 6 схема определения обратного кватерниона; на фиг. 7 схема умножения кватернионов; на фиг. 8 схема реализации БОМИПО 9; на фиг. 9 схема реализации БОНР 10; на фиг. 10 схема определения Φ, Ω, α33 (реализация блока 42); на фиг. 11 схема реализации блоков 45, 46; на фиг. 12 схема реализации блока 44; на фиг. 13 - схема реализации БОРУП 25; на фиг. 14 схема возведения вектора в квадрат; на фиг. 15 схема реализации БОНВР 27 и блока 48; на фиг. 16 схема формирования начальной угловой скорости

Figure 00000047
на фиг. 17 схема определения направления на землю в связанных осях
Figure 00000048
на фиг. 19 схема реализации блоков 52, 55; на фиг. 20 схема реализации БОМВКИ 29 и блока 56; на фиг. 21 схема реализации БО6ПР 26; на фиг. 22 схема реализации блока 74; на фиг. 23 схема реализации БОВРТ 11; на фиг. 24 схема реализации БОКМ 12; на фиг. 25 схема реализации БООКМ 13; на фиг. 26 схема умножения вектора на скаляр; на фиг. 27 схема реализации блока 81; на фиг. 28 схема реализации БФУМ 14; на фиг. 29 схема реализации БФКР 15; на фиг. 30 схема реализации БФКТ 16; на фиг. 31 схема реализации БКПР 21; на фиг. 32 схема реализации БОУД 26; на фиг. 33 схема реализации БФПР 22 и БФУПН 28; на фиг. 34 схема реализации БОНТ 30; на фиг. 35 схема реализации БОНРКИ 31 и ВОНТИ 32; на фиг. 36 схема реализации БОНУМ 33; на фиг. 37 циклограмма процесса разворота КА.In FIG. 1 shows a functional diagram of an analog system; in FIG. 2 is a functional diagram of a prototype system; in FIG. 3 timing diagrams for the prototype system and the proposed system; in FIG. 4 functional diagram of the proposed system; in FIG. 5 implementation scheme of BOPR 6; in FIG. 6 scheme for determining the reverse quaternion; in FIG. 7 quaternion multiplication scheme; in FIG. 8 implementation scheme of BOMIPO 9; in FIG. 9 implementation scheme of BONR 10; in FIG. 10 determination scheme of Φ, Ω, α 33 (implementation of block 42); in FIG. 11 is an implementation diagram of blocks 45, 46; in FIG. 12 is an implementation diagram of block 44; in FIG. 13 is a diagram of the implementation of BORUP 25; in FIG. 14 scheme of squaring a vector; in FIG. 15 implementation diagram of the BONVR 27 and block 48; in FIG. 16 diagram of the formation of the initial angular velocity
Figure 00000047
in FIG. 17 scheme for determining the direction of the earth in the associated axes
Figure 00000048
in FIG. 19 is an implementation diagram of blocks 52, 55; in FIG. 20 diagram of the implementation of BOMVKI 29 and block 56; in FIG. 21 implementation scheme BO6PR 26; in FIG. 22 is an implementation diagram of block 74; in FIG. 23 implementation scheme of BOVRT 11; in FIG. 24 implementation scheme of BOKM 12; in FIG. 25 implementation scheme of BOOKM 13; in FIG. 26 vector scalar multiplication scheme; in FIG. 27 is an implementation diagram of block 81; in FIG. 28 scheme for the implementation of BFUM 14; in FIG. 29 scheme for the implementation of BFKR 15; in FIG. 30 implementation scheme BFKT 16; in FIG. 31 implementation scheme BKPR 21; in FIG. 32 diagram of the implementation of the BODA 26; in FIG. 33 implementation scheme of BFPR 22 and BFUPN 28; in FIG. 34 scheme for the implementation of BONT 30; in FIG. 35 implementation diagram of BONRKI 31 and SBSTI 32; in FIG. 36 implementation scheme of BONUM 33; in FIG. 37 cyclogram of the spacecraft rotation process.

Пример реализации предлагаемых способа и системы представлен на фиг.4, где обозначено: 1 блок задатчиков начального и конечного положений аппарата (БЗНКП), 2 блок задатчиков моментов инерции аппарата (БЗМИ), 3 задатчик времени разворота (ЗВР), 4 блок датчиков угловых скоростей (БДУС), 5 - бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), 6 блок определения параметров разворота (БОПР), 9 блок определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси (БОМИПО), 10 блок определения направления разворота (БОНР), 11 блок определения времени разгона (торможения) (БОВРТ), 12 блок определения кинетического момента аппарата (БОКМ), 13 блок определения отклонения кинетического момента от расчетного (БООКМ), 14 блок формирования управляющего момента (БФУМ), 15 блок формирования команды на разгон (БФКР), 16 блок формирования команды на торможение (БФКТ), 17 - задатчик максимальной величины управляющего момента (ЗМВУМ), 20 блок коррекции времени разворота (БКВР), 21 блок коррекции параметров разворота (БКПР), 22 блок фиксации параметров разворота (БФПР), 23 блок определения прицелочных параметров (ВОПП), 24 блок обновления параметров разворота (БО6ПР), 25 блок определения расчетного углового положения (БОРУП), 26 - блок определения угла доворота, производимого при торможении аппарата (БОУД), 27 блок определения наличия вектора разворота (БОНВР), 28 блок фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения (БФУПН), 29 блок определения момента выдачи корректирующего импульсов (БОМВКИ), 30 - блок определения начала торможения (БОНТ), 31 блок определения направления разгонного и корректирующего импульсов (БОНРКИ), 32 блок определения направления тормозного импульса (БОНТИ), 33 блок определения направления управляющего момента (БОНУМ), при этом выход задания параметров начального углового положения ВЗНКП 1 связан с входом ввода начальных условий БФУПН 28 и с входом ввода начального положения БОМВКИ 29, выход задания параметров конечного углового положения БЗНКП 1 связан с входом ввода требуемого положения БКПР 21 и с входом ввода конечного положения БОМВКИ 29, первый выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси БЗМИ 2 связан с первым входом ввода моментов инерции БОРУП 25, второй выход задания моментов инерций вокруг поперечной оси БЗМИ 2 связан со вторым входом ввода моментов инерции БОРУП 25, выход задания момента инерции вокруг продольной оси БЗМИ 2 связан с третьим входом ввода моментов инерции БОРУП 25, выход ЗВР 3 связан с входом БКВР 20, выход БИНС 5 связан с входом ввода текущего положения БКПР 21, с входом ввода параметров движения БФУПН 28, с входом ввода фактического углового положения БОМВКИ 29, с входами ввода углового положения БОНР 10 КИ и БОНТ 30 И, выход БОПР 6 связан с входом ввода начальных условий БФПР 22, выход БОМИПО 9 связан с входом задания усредненного момента инерции БОРУП 25 и с входом ввода момента инерции БОУД 26, выход задания вектора разворота БОНР 10 связан с входом ввода вектора разворота БОРУП 25, выход задания угла разворота ВОНР 10 связан с входом вввода угла разворота БОРУП 25, выход БОКМ 12 связан с входом ввода параметров движения БОУД 26 и с водом ввода кинетического момента БОНТ 30 И, выход БООКМ 13 связан с входом ввода рассогласования БОНР 10 КИ, выход БФКР 15 связан с логическим входом БОНР 10 КИ и с первым стробирующим входом БОНУМ 33, выход БФКТ 16 связан с логическим входом БОНТ 30 И и со вторым стробирующим входом БОНУМ 33, выход ЗВР 3 связан с входом ввода величины момента управления БОУД 26, выход БКБР 20 связан с входами ввода времени разворота БОВРТ 11 и БОРУП 25, выход БКПР 21 связан с входом ввода новых параметров БФПР 22, выход БФПР 22 связан с первым входом БОПП 23 и с входом ввода начальных условий БО6ПР 24, выход БОПП 23 связан с входами ввода требуемого углового положения БО6ПР 24 и БОРУП 25, выход БО6ПР 24 связан с информационным входом БОНР 10, выход задания угла разворота БОРУП 25 связан с входом ввода угла разворота БОВРТ 11, выход задания вектора разворота БОВРТ 11, выход задания вектора разворота БОРУП 25 связан с входом вектора разворота БООКМ 13 и с входом БОНВР 27, выход задания расчетного положения БОРУП 25 связан с входом ввода расчетных параметров БКПР 21, логический выход БОРУП 25 связан со стробирующим входом БО6ПР 24, выход задания углового положения по прогнозу БОРУП 25 связан с входом ввода прогнозируемого положения БО6ПР 24, выход БОУД 26 связан с первым входом БОНТ 30, выход БОНВР 27 связан с входом разрешения БФКР 15, выход БФУПН 28 связан с входом ввода начальных условий БООКМ 13, со вторым входом ВОПП 23 и с входом ввода начального положения БОРУП 25, логический выход БОМВКИ 29 связан со стробирующим входом БФКР 15, с управляющими входами БФПР 22 и БФУПН 28, информационный выход БОМВКИ 29 связан с вторым входом БОНТ 30, выход БОНТ 30 связан с логическим входом БФКР 15 и с логическим входом БФКТ 16, выход БОНР 10 КИ связан с первым информационным входом БОНУМ 33, выход БОНТ 30 И связан с вторым информационным входом БОНУМ 33, выход БОНУМ 33 связан с входом ввода направления разворота БФУМ 14. An example of the implementation of the proposed method and system is presented in figure 4, where it is indicated: 1 block of adjusters of the initial and final positions of the apparatus (BZNKP), 2 block of adjusters of the moments of inertia of the apparatus (BZMI), 3 rotation time adjuster (ZVR), 4 block of angular velocity sensors (BDUS), 5 - strapdown inertial navigation system (SINS), 6 block for determining the parameters of a turn (BOPR), 9 block for determining the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis (BOMIPO), 10 block for determining the direction of a turn (BONR), 11 block for determining the time it (braking) (BOVRT), 12 unit for determining the kinetic moment of the apparatus (BOKM), 13 unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one (BOOKM), 14 unit for generating the control moment (BFUM), 15 unit for generating an acceleration command (BFKR), 16 block for the formation of a braking command (BFKT), 17 - setpoint for the maximum value of the control torque (ZMVUM), 20 block for correcting the time of a turn (BKVR), 21 block for correcting the parameters of a turn (BKPR), 22 block for fixing the parameters of a turn (BFPR), 23 block for determining aiming parameters (VOPP), 24 unit for updating the U-turn parameters (BO6PR), 25 unit for determining the calculated angular position (BORUP), 26 - unit for determining the angle of the dovar produced during braking of the device (BOUD), 27 unit for determining the presence of the heading vector (BONVR), 28 block for fixing the angular position of the device at the beginning of the free movement section (BFUPN), 29 block determining the moment of issuing corrective pulses (BOMVKI), 30 - block determining the beginning of braking (BONT), 31 block determining the direction of accelerating and correcting pulses (BONRKI), 32 block determining direction of the brake pulse (BONTI), 33 control moment direction determination unit (BONUM), while the output of setting the parameters of the initial angular position of the VZNKP 1 is connected to the input of the input of the initial conditions of BFUPN 28 and the input of the input of the initial position of the BOMVK 29, the output of setting the parameters of the final angular position BZNKP 1 is connected to the input of the input of the desired position BKPR 21 and to the input of the input of the final position BOMVK 29, the first output of the set of moments of inertia around the transverse axis of the BZMI 2 is connected with the first input of the input of moments of inertia of the BO UP 25, the second output of the moment of inertia about the transverse axis of the BZMI 2 is connected to the second input of the moment of inertia input BORUP 25, the output of the moment of inertia about the longitudinal axis of the BZMI 2 is connected to the third input of the input moment of inertia BORUP 25, the output of the ZVR 3 is connected to the input BKVR 20 , the BINS 5 output is connected to the input of the input of the current position of BKPR 21, with the input of the input of the BFUPN 28 motion parameters, with the input of the input of the actual angular position of the BOMVK 29, with the input of the input of the angular position of the BONR 10 KI and BONT 30 I, the output of the BOPR 6 is connected to the input input initial conditions BFPR 22, the output of BOMIPO 9 is connected to the input of the job of the averaged moment of inertia BORUP 25 and to the input of the input of the moment of inertia of the BOUP 26, the output of the job of the U-turn vector BONP 10 is connected to the input of the input of the U-turn vector BORUP 25, the output of the job of the U-turn 10 is connected to the input of the angle input BORUP 25 reversal, BOKM 12 output is connected to the input of the BOUD 26 motion parameters input and BONT 30 I kinetic moment input water, the BOOKM 13 output is connected to the input of the BONR 10 KI mismatch, the output of the BFKR 15 is connected to the logical input of the BONR 10 KI and to the first gate input B NUM 33, the output of BFKT 16 is connected to the logical input of BONT 30 AND and with the second gate input of BONUM 33, the output of the ZVR 3 is connected to the input of the input of the magnitude of the control moment of the BOUD 26, the output of the BKBR 20 is connected to the inputs of the input of the turn time input of the BOVRT 11 and BORUP 25, the output BKPR 21 is connected to the input of the input of new parameters BFPR 22, the output of the BFPR 22 is connected to the first input of the BOPP 23 and to the input of the input of initial conditions BO6PR 24, the output of the BOPP 23 is connected to the inputs of the input of the required angular position BO6PR 24 and BORUP 25, the output of BO6PR 24 is connected to BONR 10 information input, output of setting the angle of rotation of the BO RUE 25 is connected to the input of the input of the U-turn angle BOVRT 11, the output of the job of the U-turn vector BOVRT 11, the output of the job of the U-turn vector BORUP 25 is connected to the input of the U-turn vector BOOKM 13 and to the input of the BONVR 27, the output of the job of the estimated position BORUP 25 is connected to the input of the input of the design parameters BKPR 21, the logic output of BORUP 25 is connected to the gate input BO6PR 24, the output of the job of the angular position according to the forecast BORUP 25 is connected to the input of the input of the predicted position BO6PR 24, the output of the BOUD 26 is connected to the first input of BONT 30, the output of BONVR 27 is connected to the input of permission B KR 15, the output of BFUPN 28 is connected to the input of the input of initial conditions of BOOKM 13, with the second input of the VOPP 23 and with the input of the input of the initial position BORUP 25, the logical output of BOMVKI 29 is connected to the gate input BFKR 15, with the control inputs BFPR 22 and BFUPN 28, information the output of BOMVKA 29 is connected to the second input of BONT 30, the output of BONT 30 is connected to the logical input of BFKR 15 and to the logical input of BFKT 16, the output of BONR 10 KI is connected to the first information input of BONUM 33, the output of BONT 30 And is connected to the second information input of BONUM 33, BONUM 33 output is connected to the input input is directed BFUM U-Turn 14.

Реализация отдельных блоков и элементов предлагаемой системы выполнена на интегральных схемах и стандартных аналоговых модулях и представлена на фиг.5-36. The implementation of the individual blocks and elements of the proposed system is made on integrated circuits and standard analog modules and is presented in Fig.5-36.

БОПР 6 (фиг.5) вычисляет кватернион разворота по формуле

Figure 00000049
и содержит два субблока: 34 блок определения сопряженного кватерниона (фиг. 6) и 35 блок перемножения кватернионов (фиг.7). Блок определения сопряженного кватерниона состоит из трех инверторов, связывающих соответствующие входы и выходы с 1-го по 3-ий. Нулевой вход напрямую связан с нулевым выходом. Блок перемножения кватернионов имеет два входа и один выход. Если Λ первый вход, М второй вход, N выход, то N = Λ°M.BOPR 6 (figure 5) calculates the quaternion of a U-turn according to the formula
Figure 00000049
and contains two subunits: 34 unit for determining the conjugated quaternion (Fig. 6) and 35 block for the multiplication of quaternions (Fig. 7). The unit for determining the conjugated quaternion consists of three inverters connecting the corresponding inputs and outputs from the 1st to the 3rd. The zero input is directly connected to the zero output. The quaternion multiplication unit has two inputs and one output. If Λ is the first input, M is the second input, N is the output, then N = Λ ° M.

БОМИПО 9 усредняет моменты инерции вокруг поперечных осей, согласно вышеприведенному выражению для момента инерции I (фиг.8). BOMIPO 9 averages the moments of inertia around the transverse axes, according to the above expression for the moment of inertia I (Fig. 8).

БОНР 10 в зависимости от условий разворота: Λp≡ {Λ p o , Λ p 1 , λ p 2 , λ p 3 } выбирает один из трех вариантов:
1) разворот вокруг продольной оси: λ p 1 = λ p 2 = 0;
2) разворот вокруг поперечной оси: λ p 3 = 0;
3) косовой разворот (фиг.9).
BONR 10 depending on the turning conditions: Λ p ≡ {Λ p o , Λ p one , λ p 2 , λ p 3 } chooses one of three options:
1) a turn around the longitudinal axis: λ p one = λ p 2 = 0;
2) a turn around the transverse axis: λ p 3 = 0;
3) oblique spread (Fig.9).

Работа БОНР сводится к следующему. Если |λ p 1 | + |λ p 2 | = 0, то компаратор выдает сигнал управления на ключи 36 и 38 и на выходе ВОНР будет вектор разворота

Figure 00000050
и угол ψ соответствующие варианту 1.The work of BONR is as follows. If | λ p one | + | λ p 2 | = 0, then the comparator issues a control signal to the keys 36 and 38, and at the VONR output there will be a turn vector
Figure 00000050
and the angle ψ corresponding to option 1.

Соответственно для варианта 2 (ключи 37 и 39). Если оба варианта отсутствуют, то схема логического отрицания формирует сигнал запуска на интегратор для алгоритмического вычисления вектора разворота

Figure 00000051
и угла ψ.Accordingly, for option 2 (keys 37 and 39). If both options are absent, then the logical negation circuit generates a trigger signal to the integrator for algorithmic calculation of the reversal vector
Figure 00000051
and angle ψ.

Субблоки 43, 44 и интегратор образуют контур, решающий алгоритмически уравнение f(u) 0, а субблок 42 определяет необходимые константы a33, Φ, Ω - согласно вычислительной схеме фиг.10, причем:

Figure 00000052

Для определения углов Φ и W может быть применена известная схема умножения переменной на знаковую функцию. Величина угла v определяется вторым входом блока 45 и равна |Φ| = π/2 - arcsinα31 вычисления производятся блоком нелинейной функции и сумматором (фиг.11). Знак угла Φ совпадает со знаком a32 и определяется первым входом блока 45. Подключив выход сумматора к непрерывному входу схемы умножения 67, а первый вход блока 45 к знаковому входу той же схемы, на выходе ее получим требуемое значение интересующего угла.Subunits 43, 44 and the integrator form a circuit that algorithmically solves the equation f (u) 0, and subunit 42 determines the necessary constants a 33 , Φ, Ω according to the computational scheme of Fig. 10, moreover:
Figure 00000052

To determine the angles Φ and W, the well-known scheme for multiplying a variable by a sign function can be applied. The angle v is determined by the second input of block 45 and is equal to | Φ | = π / 2 - arcsinα 31 calculations are performed by a nonlinear function block and an adder (Fig. 11). The sign of the angle Φ coincides with the sign of a 32 and is determined by the first input of block 45. By connecting the output of the adder to the continuous input of the multiplication circuit 67, and the first input of block 45 to the sign input of the same circuit, at the output we get the desired value of the angle of interest.

Субблок 46 работает аналогично, но на его выходе будет значение угла Ω. Subunit 46 works in a similar way, but its output will have the value of the angle Ω.

Блок 44 вычисляет собственно функцию f в зависимости от изменяющегося сигнала U ≡ cosθ (фиг.12). Block 44 calculates the actual function f depending on the changing signal U ≡ cosθ (Fig. 12).

В момент времени, когда f(u) 0; u const (больше не меняется), т.е. решение найдено, компаратор выдает разрешение ключам 40 и 41 на коммутацию выходов

Figure 00000053
с найденным решением, построенным согласно схеме фиг.12.At the point in time when f (u) 0; u const (no longer changing), i.e. solution found, comparator issues permission to keys 40 and 41 for switching outputs
Figure 00000053
with the solution found, constructed according to the scheme of Fig. 12.

БОРУП 25 реализует математическую модель вращательного движения твердого тела в гравитационном поле Земля (фиг.12). Он содержит определитель наличия ненулевого вектора разворота (блок 48; представлен на фиг. 15), который выдает импульс запуска интеграторов, и генератор гармонических сигналов 47. Начальные условия

Figure 00000054
определяются начальным положением Λп вектором разворота и инерционными характеристиками, а также углом разворота ψ и временем разворота Тк. Требуемую на начало участка свободного движения угловую скорость определяет блок 49, согласно вычислительной схеме фиг.16.BORUP 25 implements a mathematical model of the rotational motion of a solid in the Earth's gravitational field (Fig. 12). It contains a determinant of the presence of a nonzero reversal vector (block 48; shown in Fig. 15), which gives an impulse to launch integrators, and a harmonic signal generator 47. Initial conditions
Figure 00000054
are determined by the initial position Λ p by the turn vector and inertial characteristics, as well as by the turn angle ψ and the turn time T k . The angular velocity required at the beginning of the free motion section is determined by block 49, according to the computational scheme of FIG. 16.

Направление на Землю

Figure 00000055
определяется блоком 51 по вычислительной схеме фиг. 17, при этом ориентацию связанных с КА осей относительно орбитальной системы координат Lот вычисляет блок 50 по выражению Λот= Λор° μ(t) где μ(t) степень отдаленности моделируемого положения КА (см. ниже).Direction to Earth
Figure 00000055
determined by block 51 according to the computational scheme of FIG. 17, while the orientation of the axes associated with the spacecraft relative to the orbital coordinate system L from is calculated by block 50 using the expression Λ from = Λ о ° μ (t) where μ (t) is the degree of remoteness of the modeled position of the spacecraft (see below).

Блоки 53, 55 совместно с интегратором образуют динамический контур математической модели. Блок 54 и второй интегратор моделируют кинематические уравнения. Блоки 52 и 55 необходимы для формирования попарных произведений βjβк, ωjωк(k ≢ j) которые входят в левые части динамических уравнений математической модели (фиг.19). Блок 53 (фиг.18) формирует угловое ускорение

Figure 00000056
.Blocks 53, 55 together with the integrator form a dynamic contour of the mathematical model. Block 54 and the second integrator simulate kinematic equations. Blocks 52 and 55 are necessary for the formation of pairwise products β j β k , ω j ω k (k ≢ j) which are included in the left-hand sides of the dynamic equations of the mathematical model (Fig. 19). Block 53 (Fig. 18) generates angular acceleration
Figure 00000056
.

После интегрирования блоком, с учетом начальных условий

Figure 00000057
Λo, получим угловую скорость
Figure 00000058
.After integration by the unit, taking into account the initial conditions
Figure 00000057
Λ o , we obtain the angular velocity
Figure 00000058
.

Степень отдаленности моделируемого положения m(t) от конечного Λпр определяется блоком 56 по выражению

Figure 00000059
(фиг.20). В момент, когда
Figure 00000060
переключается компаратор 70, и на выходе "Cр." появляется импульс, по которому фиксируется промежуточное положение КА по прогнозу μ* Блок 57 есть схема отслеживания максимальной величины e Блоки 57 и 60 совместно формируют управляющий сигнал (логическую единицу) в момент начала спада e В этот момент схемы хранения аналоговых сигналов 58 и 59 фиксируют лучшие значения εк и μ*, μ(Tк). Если точность разворота удовлетворительная: εк ≥ εдоп то компаратор 61 формирует управляющий сигнал на схемы хранения 64, 65, 66 и на аналоговых выходах БОРУП 25 будут расчетные значения
Figure 00000061
При этом на логическом выходе БОРУП 25 сигнал будет отсутствовать. В противном случае: eк < εдоп указанные значения будут отсутствовать, а сигнал с логического выхода БОРУП разрешает БО6ПРу 24 продолжение цикла интеграций, реализованного блоками 22, 23, 24.The degree of remoteness of the simulated position m (t) from the final Λ pr is determined by block 56 by the expression
Figure 00000059
(Fig.20). At the moment when
Figure 00000060
comparator 70 is switched, and the output is "Cf." an impulse appears, according to which the intermediate position of the spacecraft is fixed according to the forecast μ * Block 57 has a tracking scheme for the maximum value e Blocks 57 and 60 together form a control signal (logical unit) at the beginning of the decline e At this point, the storage circuits of analog signals 58 and 59 fix the best the values of ε к and μ * , μ (T к ). If the accuracy of the turn is satisfactory: ε to ≥ ε additional, then the comparator 61 generates a control signal to the storage circuits 64, 65, 66 and the BOUP 25 analog outputs will have calculated values
Figure 00000061
At the same time, there will be no signal at the logic output of BORUP 25. Otherwise: e toext these values will be omitted and logic signal output Borup BO6PRu 24 permits continued cycle integrations implemented blocks 22, 23, 24.

БО6ПР 24 представлен на фиг. 21 и организует интеграционный процесс

Figure 00000062
причем левую часть вычисляют блоки 71, 72 и 73. Схема 74 обновляет информацию на выходе (фиг.22). В исходном состоянии выход Λ p скоммутирован с входом Λp По наличию новых параметров разворота и с приходом очередного импульса с генератора схема 76 запоминает новую информацию Λ (i+1) p
БОВРТ 11 вычисляет время разгона (торможения) τ по вышеуказанному выражению, согласно схеме фиг.23.BO6PR 24 is shown in FIG. 21 and organizes the integration process
Figure 00000062
and the left part is calculated by blocks 71, 72 and 73. The circuit 74 updates the output information (Fig. 22). In the initial state, the output Λ p connected with the input Λ p. By the presence of new parameters of the turn and with the arrival of the next pulse from the generator, the circuit 76 stores the new information Λ (i + 1) p
BOVRT 11 calculates the acceleration (braking) time τ according to the above expression, according to the scheme of Fig.23.

Блоки ограничения 78 и 79 необходимы для возможности взятия корня квадратного и для обеспечения условия положительности. По сигналу "н.у." t фиксируется. Restriction blocks 78 and 79 are necessary for the possibility of taking the square root and for ensuring the condition of positivity. At the signal "nos" t is fixed.

БОКМ 12 представлен на фиг.24 и состоит из трех перемножителей и осуществляет умножение вектора угловой скорости на диагональную матрицу моментов инерции. BOKM 12 is presented in Fig. 24 and consists of three multipliers and multiplies the angular velocity vector by the diagonal matrix of moments of inertia.

БООКМ 13 представлен на фиг.25 и производит три основные операции - определение требуемого кинетического момента

Figure 00000063
на момент выдачи управляющего импульса (блок 80), вычисление расчетного кинетического момента
Figure 00000064
в связанных осях (блок 81) и вычитание фактического кинетического момента из расчетного. Реализация блоков 80 и 81 приведена на фиг. 26 и 27 соответственно. Блоки 82, 83 и 84 вычисляют расчетный кинетический момент в инерциальном базисе по формуле:
Figure 00000065
Относительно связанных с КА осей вектор
Figure 00000066
является подвижным и определяется блоками 85, 86 и 87 по выражению
Figure 00000067

БФУМ 14 вычисляет потребный момент управления
Figure 00000068
исходя из фактического углового положения Λ и вектора разворота
Figure 00000069
(фиг.28). Он содержит блок 91 умножения вектора на скаляр, блок 88 обращения кватерниона, блоки 89, 90 умножения кватернионов, векторный инвертор и два ключа 92 и 93, коммутирующих с выходом
Figure 00000070
либо
Figure 00000071
(если R "1"), либо
Figure 00000072
(если R "1") и реализует функцию
Figure 00000073
При отсутствии сигналов на выходе БФУМ будет нулевой вектор момента.BOOKM 13 is presented in FIG. 25 and performs three main operations — determining the required kinetic moment
Figure 00000063
at the time of issuing the control pulse (block 80), the calculation of the calculated kinetic moment
Figure 00000064
in the connected axes (block 81) and subtracting the actual kinetic moment from the calculated one. The implementation of blocks 80 and 81 is shown in FIG. 26 and 27, respectively. Blocks 82, 83 and 84 calculate the calculated kinetic moment in an inertial basis by the formula:
Figure 00000065
Relative to CA axis axes vector
Figure 00000066
is mobile and is determined by blocks 85, 86 and 87 in the expression
Figure 00000067

BFUM 14 calculates the required control moment
Figure 00000068
based on the actual angular position Λ and the rotation vector
Figure 00000069
(Fig. 28). It contains a block 91 multiplying the vector by a scalar, a block 88 of the quaternion, blocks 89, 90 of the multiplication of the quaternions, a vector inverter and two keys 92 and 93, commuting with the output
Figure 00000070
or
Figure 00000071
(if R is "1"), or
Figure 00000072
(if R "1") and implements the function
Figure 00000073
If there are no signals at the output of the BFUM, there will be a zero moment vector.

БФКР 15 представлен на фиг.29. Разрешающий сигнал на первом выходе (R "1") возможен только во время разворота КА (tразв "1"). Основу блока составляет триггер, управляемый схемами логического умножения. В исходном состоянии на выходе триггера установлена лог. "1", для чего и необходим вход "н.у.". Импульс на S входе возникает при наличии импульса на любом из входов "н. у. " или "ср.", при одновременном условии zψ = "1" Схема возведения вектора в квадрат 94 совместно с реле 95 определяют момент достижения фактическим кинетическим моментом требуемого значения и обнуляют триггер, тем самым устанавливая на выходе R "0". Сбор триггера возможен только в процессе разворота КА (tразв "1") при наличии ненулевого вектора разворота (Hp "1") и отсутствия сигнала на его S- входе. Выход БФКР так же защищен маскирующей схемой "И", гарантирующей отсутствие сигнала "1" на выходе в недопустимые моменты времени (tразв "0" или Hp "0", или zψ = "0".BFKR 15 is presented in Fig.29. The enable signal at the first output (R "1") is only possible during a spacecraft rotation (t un "1"). The basis of the block is a trigger controlled by logical multiplication schemes. In the initial state, a log is set at the trigger output. "1", for which the entry "nos" is necessary. A pulse at the S input occurs when there is a pulse at any of the “n.” Or “cf.” inputs, under the simultaneous condition zψ = "1" The vector squaring circuit 94 together with relay 95 determines the moment the actual kinetic moment reaches the required value and reset the trigger, thereby setting the output R "0". Trigger collection is possible only in the course of a spacecraft turn (t break "1") in the presence of a nonzero turn vector (Hp "1") and the absence of a signal at its S input. The output of the BFKR is also protected by a masking circuit "AND", which guarantees the absence of a signal "1" at the output at unacceptable times (t un "0" or Hp "0", or zψ = "0".

БФКТ 16 состоит из схемы 96 воздействия вектора в квадрат, реле 97 и логической схемы "ИЛИ-НЕ" (фиг.30). Если на логическом входе БФКТ установлен "0", то анализируется кинетический момент

Figure 00000074
и на выходе Т "1" до тех пор, пока
Figure 00000075
В момент отсутствия кинетического момента логическая схема переключается и на выходе устанавливает Т "0".BFKT 16 consists of a circuit 96 of the impact of the vector into a square, a relay 97 and a logic circuit "OR NOT" (Fig.30). If the logic input BFKT is set to "0", then the kinetic moment is analyzed
Figure 00000074
and at the output T "1" until
Figure 00000075
In the absence of a kinetic moment, the logic circuit switches and sets T "0" at the output.

БПВР 20 представляет собой усилитель с коэффициентом усиления примерно 0,98 и служит для обеспечения некоторого запаса по времени разворота. BPVR 20 is an amplifier with a gain of approximately 0.98 and is used to provide some margin on turn time.

БКПР 21 определяет параметры разворота для второго неуправляемого участка (Λ p ) (фиг.31).BKPR 21 determines the parameters of the turn for the second unmanaged section (Λ p ) (Fig. 31).

БОПП 23 является схемой умножения кватернионов. BOPP 23 is a quaternion multiplication scheme.

БОУД 26 имеет три входа и один выход, где реализуется функция:

Figure 00000076
(фиг.32).BODA 26 has three inputs and one output, where the function is implemented:
Figure 00000076
(Fig. 32).

БОНВР 27 представлен на фиг.15 и состоит из схемы 68 возведения вектора в квадрат (фиг.14) и реле. Если на входе нулевой вектор, то на выходе устанавливается логический "0", в противном случае "1". BONVR 27 is shown in FIG. 15 and consists of a vector squaring circuit 68 (FIG. 14) and a relay. If the input has a zero vector, then the logical "0" is set at the output, otherwise, "1".

БФПР 22 и БФУПН 28 идентичны (фиг.33). Их основу составляет схема обновления 103, раскрытая на фиг.22. По импульсу "н.у." на выходе запоминается информация, снятая с первого информационного входа. По импульсу "ср." со второго информационного входа. BFPR 22 and BFUPN 28 are identical (Fig.33). They are based on the update circuit 103 disclosed in FIG. On impulse "nu" the output remembers information taken from the first information input. On impulse "cf." from the second information input.

БОМВКИ 29 представлен на фиг.20. BOMB 29 is shown in FIG.

БОНТ 30 содержит блок нелинейной функции 104, сумматор и компаратор 105, который сравнивает величины:

Figure 00000077
(фиг.24).BONT 30 contains a nonlinear function block 104, an adder and a comparator 105, which compares the values:
Figure 00000077
(Fig.24).

В момент, когда ν < ψрасч на выходе БОНТ формируется логический "0".At the moment when ν <ψ calculation , a logical "0" is formed at the output of the BONT.

БОНРКИ 31 представлен на фиг.35 и состоит из блока 108 определения обратного кватерниона, двух блоков 106, 107 умножения кватернионов, схемы формирования прямоугольного импульса по переднему фронту входного сигнала (Т-С цепочка с шунтирующим диодом Д), фиксатора 109 векторного аналогового сигнала, схемы 111 определения квадрата вектора, схемы 112 извлечения корня квадратного и схемы 110 деления вектора на число. По отклонению кинетического момента от расчетного значения и угловому положению КА блоками 106,107, 108 определяется вектор

Figure 00000078
относительно инерциальной системы отчета. В момент единичного скачка на входе R найденное отклонение фиксируется схемой 109, после чего схемами 110, 111, 112 определяется направление разгонного импульса в инерциальном базисе
Figure 00000079

БОНТИ 32 полностью повторяет БОНРКИ и реализует требуемое соотношение для вектора
Figure 00000080
Значение этого вектора фиксируется по переднему фронту сигнала, поступающего с входа Т.BONRKI 31 is shown in Fig. 35 and consists of a block for determining the inverse quaternion, two blocks 106, 107 for multiplying the quaternions, a circuit for generating a rectangular pulse along the leading edge of the input signal (TC circuit with a shunt diode D), a clamp 109 of an analog vector signal, a vector square determination circuit 111, a square root extraction circuit 112, and a vector by number division circuit 110. The vector is determined by the deviation of the kinetic moment from the calculated value and the angular position of the spacecraft by blocks 106, 107, 108
Figure 00000078
regarding the inertial reporting system. At the moment of a single jump at the input R, the deviation found is fixed by the circuit 109, after which the direction of the acceleration pulse in the inertial basis is determined by the circuits 110, 111, 112
Figure 00000079

BONTI 32 repeats Bonrki completely and implements the required ratio for the vector
Figure 00000080
The value of this vector is fixed at the leading edge of the signal from input T.

БОНУМ 33 представлен на фиг.36 и состоит из двух ключей, подающих на выход БОНУМ либо направление разгонного импульса (если R "1"), либо направление тормозного импульса (если Т "1"). Если оба сигнала отсутствуют, то на выходе БОНУМ установится нулевой вектор:

Figure 00000081
.BONUM 33 is presented in Fig. 36 and consists of two keys that feed the BONUM output either the direction of the accelerating pulse (if R "1") or the direction of the braking pulse (if T "1"). If both signals are absent, then the zero vector will be set at the BONUM output:
Figure 00000081
.

Описанная система работает следующим образом. The described system operates as follows.

Прежде всего в БОМИПО 9 определяется момент инерции вокруг поперечной оси I. По начальному Λн и конечному Λк положениям в ВОПР определяется, как указано выше, кватернион разворота Λр и фиксируется в БФПР. Одновременно исходное положение КА фиксируется в БОМВКИ: Λп = Λн а БОПП определяет прицелочные параметры: Λпр= Λп° Λр Согласно полученному кватерниону разворота и инерционным характеристикам КА, БОНР выдает угол разворота ψ и направление кинетического момента

Figure 00000082
в связанной системе координат. Далее БОРУП модулирует движение объекта в ускоренном масштабе времени и в предположении, что ему сообщен кинетический момент в направлении
Figure 00000083
; при этом определяются угловое положение на момент удовлетворения равенства νн = νк промах ε и кватернион m(Tк). Пока ε < εдоп фактическое угловое положение μ(Tк) полученное моделированием в БОРУП, сравнивается с требуемым Λпр и рассчитывается БОБПР новый кватернион разворота:
Figure 00000084
который поступает в качестве исходных данных в БОНР, рассчитывается новое направление и т.д. процесс повторяется. Как только ε ≥ εдоп БОРУП фиксирует расчетное угловое положение КА в середине разворота и полученные в БОНР угол разворота и направление кинетического момента. По углу разворота в БОВРТ определяется время действия разгонного импульса τ которое фиксируется и остается постоянным на все время разворота. По информации об угловой скорости
Figure 00000085
выдаваемой БДУС в БОКМ, определяется фактический кинематический момент
Figure 00000086
В БООКМ вычисляется требуемый кинетический момент
Figure 00000087
и путем сравнения его с фактическим определяется отклонение
Figure 00000088
которое является исходной информацией для формирования направления разгонного импульса. По ней в БОНРКИ определяется направление
Figure 00000089
разгонного импульса в инерциальном базисе. Найденный вектор поступает в БОНУМ. По фактическому угловому положению, определенному БИНС, определяется вектор момента управления
Figure 00000090

Разрешение на выдачу разгонного импульса (или импульса коррекции) определяется сигналом R.First of all, in BOMIPO 9, the moment of inertia is determined around the transverse axis I. From the initial Λ n and final Λ to the positions in the VOPR, as indicated above, the rotation quaternion Λ p is determined and is fixed in the BFPR. At the same time, the initial position of the spacecraft is fixed in BOMVKI: Λ p = Λ n and BOPP determines the aiming parameters: Λ pr = Λ p ° Λ p According to the obtained quaternion of the turn and inertial characteristics of the spacecraft, BONR gives the angle of turn ψ and the direction of the kinetic moment
Figure 00000082
in a linked coordinate system. Further, BORUP modulates the movement of the object in an accelerated time scale and under the assumption that the kinetic moment in the direction
Figure 00000083
; in this case, the angular position at the time of satisfying the equality ν n = ν to the slip ε and the quaternion m (T to ) is determined. While ε <ε is the additional actual angular position μ (T k ) obtained by modeling in the BORUP, it is compared with the required Λ pr and a new turn quaternion is calculated by the BOBR:
Figure 00000084
which comes as the initial data to the BONR, a new direction is calculated, etc. the process is repeated. As soon as ε ≥ ε, additional BORUP fixes the calculated angular position of the spacecraft in the middle of the turn and the angle of turn and the direction of the kinetic moment obtained in the BONR. The angle of the turn in the BOVRT determines the duration of the acceleration pulse τ, which is fixed and remains constant for the entire time of the turn. According to angular velocity information
Figure 00000085
issued by BDUS in BOKM, the actual kinematic moment is determined
Figure 00000086
In BOOKM, the required kinetic moment is calculated
Figure 00000087
and by comparing it with the actual deviation is determined
Figure 00000088
which is the source information for the formation of the direction of the accelerating pulse. By it, in BONRKI, the direction is determined
Figure 00000089
acceleration pulse in the inertial basis. The found vector goes to BONUM. The actual angular position determined by the SINS determines the vector of the control moment
Figure 00000090

The permission to issue an acceleration pulse (or correction pulse) is determined by signal R.

Временные диаграммы процесса разворота представлены на фиг.37. В начальный момент времени:

Figure 00000091

Сигнал начальной установки "н.у." в виде двух прямоугольных импульсов вводит систему в исходное состояние. В момент поступления команды на разворот tразв "1" появляется сигнал разгона R "1", и БФУМ формирует управляющий момент
Figure 00000092
в направлении расчетного кинетического момента
Figure 00000093
БДУС измеряет абсолютную угловую скорость
Figure 00000094
в БОКМ определяется фактический кинетический момент, и разгон продолжается до тех пор, пока этот момент не совпадает с расчетным. При достижении КА требуемого кинетического момента:
Figure 00000095
управление прекращается: R "0".
Figure 00000096
0, и аппарат совершает свободное движение.Timing diagrams of the reversal process are presented in Fig. 37. At the initial time:
Figure 00000091

Signal of initial installation "NU" in the form of two rectangular pulses brings the system to its original state. At the moment of receipt of the command to turn t raz "1", the acceleration signal R "1" appears, and the BFUM generates a control moment
Figure 00000092
in the direction of the calculated kinetic moment
Figure 00000093
BDUS measures absolute angular velocity
Figure 00000094
in BOKM, the actual kinetic moment is determined, and acceleration continues until this moment coincides with the calculated one. When the spacecraft reaches the required kinetic moment:
Figure 00000095
control terminates: R "0".
Figure 00000096
0, and the device makes free movement.

По достижении половины угла разворота БОМВКИ выдает импульс ср. "1", по которому БФУПН фиксирует текущее угловое положение связанных осей: Λп= Λ ВКПР рассчитывает кватернион разворота второй половины пути Λ p контур из БОбПР, БОНР и БОРУП определяет новое направление

Figure 00000097
требуемого кинетического момента, в БООКМ сравнивается фактический кинетический момент с расчетным; найденное отклонение
Figure 00000098
определяет направление корректирующего импульса, появляется разрешение на коррекцию движения; Hp "1", R "1" и БФУМ выдает импульс
Figure 00000099
направленный на совмещение кинетического момента КА с требуемым значением. В момент
Figure 00000100
действие импульса прекращается, и КА совершает неуправляемый разворот.Upon reaching half the turning angle, BOMWK gives an impulse cf. "1", according to which BFUPN fixes the current angular position of the connected axes: Λ p = Λ VKPR calculates the turning quaternion of the second half of the path Λ p the contour from BOBPR, BONR and BORUP defines a new direction
Figure 00000097
the required kinetic moment, in BOOKM the actual kinetic moment is compared with the calculated one; found deviation
Figure 00000098
determines the direction of the correction impulse, permission to correct the movement appears; Hp "1", R "1" and BFUM gives an impulse
Figure 00000099
aimed at combining the kinetic moment of the spacecraft with the desired value. In the moment
Figure 00000100
the action of the pulse ceases, and the spacecraft makes an uncontrollable turn.

Во все время движения определяется остаточный угол νк доворота до конечного углового положения, который в БОНТ сравнивается с предельно допустимой величиной ψрасч определенной БОУД, и когда νк≅ ψрасч на выходе БОНТ формируется логический сигнал "zψ" = "0" запрещающий дальнейший контроль движения КА. По нему БФКТ формирует сигнал на торможение: Т "1", по которому БОНУМ фиксирует направление

Figure 00000101
вычисляемое в БОНТИ с учетом фактического углового положения КА на момент начала торможения. Это направление сохраняется постоянным в инерциальном пространстве.During the entire movement, the residual angle ν to the turn to the final angular position is determined, which in SBST is compared with the maximum permissible value ψ of the calculation of a certain BOD, and when ν to ≅ ψ of calculation at the output of the SBST, a logical signal is generated "zψ" = "0" prohibiting further spacecraft motion control. On it BFKT forms a signal for braking: T "1", along which BONUM fixes the direction
Figure 00000101
calculated in BONTI taking into account the actual angular position of the spacecraft at the time of the start of braking. This direction remains constant in inertial space.

БФУМ определяет тормозной импульс

Figure 00000102

который направлен против фактического кинетического момента
Figure 00000103
и действует до полной остановки объекта:
Figure 00000104
При
Figure 00000105
сигнал Т "0" говорит о том, что разворот окончен. Система готова к следующему развороту.BFUM determines brake impulse
Figure 00000102

which is directed against the actual kinetic moment
Figure 00000103
and is valid until the object stops completely:
Figure 00000104
At
Figure 00000105
signal T "0" indicates that the turn is over. The system is ready for the next turn.

Эффективность предлагаемой системы обусловлена прежде всего тем, что на большей части траектории разворота участках свободного вращения управление отсутствует, что позволяет значительно снизить расход топлива на разворот. Вместе с тем, специальным образом организованные контроль и коррекция траектории движения, как это было описано выше, существенно повышают точность приведения КА в требуемое угловое положение. На корректирующий импульс затраты топлива незначительны. The effectiveness of the proposed system is due primarily to the fact that for most of the path of the reversal in the areas of free rotation there is no control, which can significantly reduce fuel consumption per turn. At the same time, specially organized control and correction of the motion path, as described above, significantly increase the accuracy of bringing the spacecraft to the required angular position. Fuel consumption per corrective pulse is negligible.

Claims (3)

1. Способ управления разворотом космического аппарата, включающий определение параметров разворота, формирование и с заданного момента приложение к космическому аппарату разгонного импульса, по окончании участка свободного движения формирование и приложение тормозного импульса, отличающийся тем, что измеряют углы разворота вокруг оси эквивалентного вращения между текущим и начальным νн угловыми положениями и между текущим и конечным νк угловыми положениями, сравнивают их, в момент выполнения равенства νн= νк фиксируют текущее угловое положение, сравнивают его с прогнозируемым угловым положением, соответствующим положению космического аппарата в момент равенства ν * н = ν * к для расчетной траектории движения, и определяют прицелочные параметры Λпр по выражению
Figure 00000106

где Λк- кватернион заданного конечного углового положения космического аппарата;
Λ*- кватернион прогнозируемого углового положения космического аппарата;
Λ - кватернион текущего углового положения космического аппарата;
Λпр- кватернион прицелочного положения космического аппарата,
затем определяют вектор кинетического момента
Figure 00000107
требуемого для приведения космического аппарата при свободном его вращении в прицелочное положение, и прикладывают к космическому аппарату управляющий момент, определяемый выражением
Figure 00000108

до тех пор, пока
Figure 00000109

где
Figure 00000110
фактический кинетический момент космического аппарата;
Figure 00000111
требуемый кинетический момент;
m0 максимальная величина управляющего момента,
с момента равенства фактического кинетического момента
Figure 00000112
требуемому
Figure 00000113
измеряют угол разворота вокруг оси эквивалентного вращения от текущего к конечному угловому положению νк, определяют значение угла доворота ψдов, производимого при торможении космического аппарата, по выражению
Figure 00000114

где I1, I2, I3 моменты инерции космического аппарата относительно его связанных осей;
I момент инерции космического аппарата вокруг поперечной оси;
l1, l2, l3 компоненты кватерниона доворота;
Figure 00000115

в момент равенства νк = ψдов определяют направление тормозного импульса и прикладывают к космическому аппарату управляющий момент в этом направлении.
1. A method of controlling the turn of a spacecraft, including determining the parameters of a turn, the formation and, from a given moment, applying an accelerating impulse to the spacecraft, at the end of the free movement section, forming and applying a braking impulse, characterized in that the rotation angles around the axis of equivalent rotation are measured between the current and ν n initial angular position and between the current and final angular positions to ν, compare them at the moment the equality ν n = ν to a fixed current coal howling position, compare it with the predicted angular position corresponding to the position of the spacecraft at the time of the equality ν * n = ν * to for the calculated trajectory of motion, and determine the impact parameters Λ pr by the expression
Figure 00000106

where Λ to - quaternion of a given final angular position of the spacecraft;
Λ * - quaternion of the predicted angular position of the spacecraft;
Λ - quaternion of the current angular position of the spacecraft;
Λ pr - quaternion aiming position of the spacecraft,
then determine the vector of kinetic moment
Figure 00000107
required to bring the spacecraft with its free rotation in the aiming position, and apply to the spacecraft a control moment defined by the expression
Figure 00000108

until
Figure 00000109

Where
Figure 00000110
the actual kinetic moment of the spacecraft;
Figure 00000111
required kinetic moment;
m 0 the maximum value of the control moment,
since the equality of the actual kinetic moment
Figure 00000112
required
Figure 00000113
measure the rotation angle around the axis of equivalent rotation from the current to the final angular position ν to , determine the value of the angle of rotation ψ dov produced during braking of the spacecraft, by the expression
Figure 00000114

where I 1 , I 2 , I 3 moments of inertia of the spacecraft relative to its associated axes;
I moment of inertia of the spacecraft around the transverse axis;
l 1 , l 2 , l 3 components of the quaternion of the turn;
Figure 00000115

at the moment of equality ν k = ψ dov determine the direction of the braking pulse and apply a control moment in this direction to the spacecraft.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с момента равенства фактического кинетического момента
Figure 00000116
требуемому
Figure 00000117
непрерывно определяют параметры доворота
Figure 00000118
определяют кинетический момент доворота в проекциях на связанные оси аппарата
Figure 00000119

определяют угол доворота, производимого космическим аппаратом при торможении, по выражению
Figure 00000120

где
Figure 00000121
вектор угловой скорости космического аппарата,
измеряют угол разворота вокруг оси эквивалентного вращения от текущего к конечному угловому положению, а в момент равенства
Figure 00000122

к космическому аппарату прикладывают корректирующий момент до достижения равенства
Figure 00000123
с момента выполнения условия νк = νдов к космическому аппарату прикладывают управляющий момент
Figure 00000124

до полной остановки космического аппарата.
2. The method according to p. 1, characterized in that from the moment of equality of the actual kinetic moment
Figure 00000116
required
Figure 00000117
continuously determine the parameters of the turn
Figure 00000118
determine the kinetic moment of a turn in projections on the connected axis of the apparatus
Figure 00000119

determine the angle of the turn made by the spacecraft during braking, by the expression
Figure 00000120

Where
Figure 00000121
spacecraft angular velocity vector,
measure the angle of rotation around the axis of equivalent rotation from the current to the final angular position, and at the time of equality
Figure 00000122

corrective moment is applied to the spacecraft until equality is achieved
Figure 00000123
from the moment the condition ν k = ν dov is fulfilled, a control moment is applied to the spacecraft
Figure 00000124

until the spacecraft stops completely.
3. Система управления разворотом космического аппарата, содержащая блок задатчиков начального и конечного положений аппарата, блок задатчиков моментов инерции аппарата, задатчик времени разворота, блок датчиков угловых скоростей, бесплатформенную инерциальную навигационную систему, блок определения параметров разворота, блок определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси, блок определения направления разворота, блок определения времени разгона-торможения, блок определения кинетического момента аппарата, блок определения отклонения кинетического момента от расчетного, блок формирования управляющего момента, блок формирования команды на разгон, блок формирования команды на торможение, задатчик максимальной величины управляющего момента, при этом выход задания параметров начального углового положения блока задатчиков начального и конечного положений аппарата связан с входом ввода параметров начального углового положения блока определения параметров разворота и входом ввода начальных условий бесплатформенной инерциальной навигационной системы, выход задания параметров конечного углового положения блока задатчиков начального и конечного положений аппарата связан с входом ввода параметров конечного углового положения блока определения параметров разворота, первый выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с первым входом блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси и первым входом ввода моментов инерции блока определения кинетического момента аппарата, второй выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с вторым входом блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси и вторым входом ввода моментов инерции блока определения кинетического момента аппарата, выход задания момента инерции вокруг продольной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с третьим входом блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси, входом ввода момента инерции вокруг продольной оси блока определения направления разворота и третьим входом ввода моментов инерции блока определения кинетического момента аппарата, выход блока датчиков угловых скоростей связан с входом ввода вектора угловой скорости бесплатформенной инерциальной навигационной системы и входом ввода угловой скорости блока определения кинетического момента аппарата, выход бесплатформенной инерциальной навигационной системы связан с входом ввода текущего углового положения блока определения отклонения кинетического момента от расчетного и входом задания углового положения блока формирования управляющего момента, выход блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси связан с входом ввода момента инерции вокруг поперечной оси блока определения разворота и входом момента инерции блока определения времени разгона-торможения, выход блока определения времени разгона-торможения связан с входом задания времени разгона блока определения отклонения кинетического момента от расчетного, выход блока определения кинетического момента аппарата связан с входом ввода кинетического момента блока определения отклонения кинетического момента от расчетного и информационным входом блока формирования команды на торможение, выход блока определения отклонения кинетического момента от расчетного связан с информационным входом блока формирования команды на разгон, выход блока формирования команды на разгон связан с первым логическим входом блока формирования управляющего момента, выход блока формирования команды на торможение связан с вторым логическим входом блока формирования управляющего момента, выход задатчика максимальной величины управляющего момента связан с входом ввода максимального момента управления блока определения времени разгона-торможения, входом ввода величины потребного момента управления блока определения отклонения кинетического момента от расчетного и входом задания величины момента управления блока формирования управляющего момента, отличающаяся тем, что в нее введены блок коррекции времени разворота, блок коррекции параметров разворота, блок фиксации параметров разворота, блок определения прицелочных параметров, блок обновления параметров разворота, блок определения расчетного углового положения, блок определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, блок определения наличия вектора разворота, блок фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения, блок определения момента выдачи корректирующего импульса, блок определения начала торможения, блок определения направления разгонного и корректирующего импульсов, блок определения направления тормозного импульса, блок определения направления управляющего момента, при этом выход задания параметров начального углового положения блока задатчиков начального и конечного положений аппарата связан с входом ввода начальных условий блока фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения и входом ввода начального положения блока определения момента выдачи корректирующего импульса, выход задания параметров конечного углового положения блока задатчиков начального и конечного положений аппарата связан с входом ввода требуемого положения блока коррекции параметров разворота и входом ввода конечного положения блока определения момента выдачи корректирующего импульса, первый выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с первым входом ввода моментов инерции блока определения расчетного углового положения, второй выход задания моментов инерции вокруг поперечной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с вторым входом ввода моментов инерции блока определения расчетного углового положения, выход задания моментов инерции вокруг продольной оси блока задатчиков моментов инерции аппарата связан с третьим входом ввода моментов инерции блока определения расчетного углового положения, выход задатчика времени разворота связан с входом блока коррекции времени разворота, выход бесплатформенной инерциальной навигационной системы связан с входом ввода текущего положения блока коррекции параметров разворота, входом ввода параметров движения блока фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения, входом ввода фактического углового положения блока определения момента выдачи корректирующего импульса, входами ввода углового положения блока определения направления разгонного и корректирующего импульсов и блока определения направления тормозного импульса, выход блока определения параметров разворота связан с входом ввода начальных условий блока фиксации параметров разворота, выход блока определения момента инерции аппарата вокруг поперечной оси связан с входом задания усредненного момента инерции блока определения расчетного углового положения и входом ввода момента инерции блока определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, выход задания вектора разворота блока определения направления разворота связан с входом ввода вектора разворота блока определения расчетного углового положения, выход задания угла разворота блока определения направления разворота связан с входом ввода угла разворота блока определения расчетного углового положения, выход блока определения кинетического момента аппарата связан с входом ввода параметров движения блока определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, и входом ввода кинетического момента блока определения направления тормозного импульса, выход блока определения отклонения кинетического момента от расчетного связан с входом ввода рассогласования блока определения направления разгонного и корректирующего импульсов, выход блока формирования команды на разгон связан с логическим входом блока определения направления разгонного и корректирующего импульсов и первым стробирующим входом блока определения направления управляющего момента, выход блока формирования команды на торможение связан с логическим входом блока определения направления тормозного импульса и вторым стробирующим входом блока определения направления управляющего момента, выход задатчика максимальной величины управляющего момента связан с входом ввода величины момента управления блока определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, выход блока коррекции времени разворота связан с входами ввода времени разворота блока определения времени разгона-торможения и блока определения расчетного углового положения, выход блока коррекции параметров разворота связан с входом ввода новых параметров блока фиксации параметров разворота, выход блока фиксации параметров разворота связан с первым входом блока определения прицелочных параметров и входом ввода начальных условий блока обновления параметров разворота, выход блока определения прицелочных параметров связан с входами ввода требуемого углового положения блока обновления параметров разворота и блока определения расчетного углового положения, выход блока обновления параметров разворота связан с информационным входом блока определения направления разворота, выход задания угла разворота блока определения расчетного углового положения связан с входом ввода угла разворота блока определения времени разгона-торможения, выход задания вектора разворота блока определения расчетного углового положения связан с входом ввода вектора разворота блока определения отклонения кинетического момента от расчетного и входом блока определения наличия вектора разворота, выход задания расчетного положения блока определения расчетного углового положения связан с входом ввода расчетных параметров блока коррекции параметров разворота, логический выход блока определения расчетного углового положения связан со стробирующим входом блока обновления параметров разворота, выход задания углового положения по прогнозу блока определения расчетного углового положения связан с входом ввода прогнозируемого положения блока обновления параметров разворота, выход блока определения угла доворота, производимого при торможении аппарата, связан с первым входом блока определения начала торможения, выход блока определения наличия вектора разворота связан с входом разрешения блока формирования команды на разгон, выход блока фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения связан с входом ввода начальных условий блока определения отклонения кинетического момента от расчетного, вторым входом блока определения прицелочных параметров и входом ввода начального положения блока определения расчетного углового положения, логический выход блока определения момента выдачи корректирующего импульса связан со стробирующим входом блока формирования команды на разгон, управляющими входами блока фиксации параметров разворота и блока фиксации углового положения аппарата на начало участка свободного движения, информационный выход блока определения момента выдачи корректирующего импульса связан с вторым входом блока определения начала торможения, выход блока определения начала торможения связан с логическим входом блока формирования команды на разгон и логическим входом блока формирования команды на торможение, выход блока определения направления разгонного и корректирующего импульсов связан с первым информационным входом блока определения направления управляющего момента, выход блока определения направления тормозного импульса связан с вторым информационным входом блока определения направления управляющего момента, выход блока определения направления управляющего момента связан с входом ввода направления разворота блока формирования управляющего момента. 3. A control system for the rotation of the spacecraft, containing a set of adjusters for the initial and final positions of the apparatus, a set of adjusters of the moments of inertia of the apparatus, a setter of time for a turn, a block of angular velocity sensors, a strapdown inertial navigation system, a block for determining the parameters of a turn, and a block for determining the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis , a unit for determining the direction of a turn, a unit for determining the time of acceleration-braking, a unit for determining the kinetic moment of an apparatus, a unit is defined deviation of the kinetic moment from the calculated one, control torque generation unit, acceleration command generation unit, braking command generation unit, maximum torque control unit, while the output of specifying the initial angular position of the set of initial and final unit adjusters is connected to the input of parameter input the initial angular position of the block for determining the parameters of the turn and the input input of the initial conditions of the strapdown inertial navigation system, the output of setting the parameters of the final angular position of the set of adjusters of the initial and final positions of the apparatus is connected with the input of the input of the parameters of the final angular position of the set of parameters for turning, the first output of setting the moments of inertia around the transverse axis of the set of moment of moment of inertia apparatus is connected with the first input of the unit of determining the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis and the first input of the moment of inertia input of the unit for determining the kinetic moment of the apparatus, the second output of the set of moments of inertia in the circle of the transverse axis of the unit of inertia moments of the apparatus of inertia is connected with the second input of the unit of inertia determination of the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis and the second input of the moment of inertia of the unit of determination of the kinetic moment of the apparatus, the output of the moment of inertia about the longitudinal axis of the set of moment of inertia of the apparatus is connected with the third input of the determination unit the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis, the input input of the moment of inertia around the longitudinal axis of the block determining the direction of the rotation and the third input ode of moments of inertia of the apparatus kinetic moment determination unit, the output of the angular velocity sensor unit is connected to the input of the angular velocity vector of the strapdown inertial navigation system and the angular velocity input of the kinetic moment determination unit of the apparatus, the output of the strapdown inertial navigation system is connected to the input of the input of the current angular position of the determination unit deviation of the kinetic moment from the calculated and the input of the job angular position of the control unit moment, the output of the unit of moment of inertia determination of the apparatus around the transverse axis is connected to the input of the input of the moment of inertia around the transverse axis of the reversal determination unit and the input of the moment of inertia of the acceleration-deceleration time determination unit, the output of the acceleration-deceleration time determination unit is connected to the input of the acceleration time determination of the deviation determination unit kinetic moment from the calculated one, the output of the apparatus kinetic moment determination unit is connected to the kinetic moment input input of the kinetic deviation determination unit the moment from the calculated and information input of the unit for generating the command for braking, the output of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one is connected with the information input of the unit for generating the acceleration command, the output of the unit for generating the acceleration command is connected to the first logical input of the control moment formation unit, the output of the formation unit the braking command is connected with the second logical input of the control torque generating unit, the output of the master of the maximum value of the control torque is connected it is connected with the input of the input of the maximum control moment of the unit for determining the acceleration-braking time, the input of the input of the value of the required control time of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one and the input of the task of the value of the control moment of the control moment formation unit, characterized in that the unit for correction of the turn time is introduced into it, U-turn parameter correction block, U-turn parameter fixation block, Alignment parameter determination block, U-turn parameter update block, Definition block the calculation of the angular position, the unit for determining the angle of the dovar produced during braking of the device, the unit for determining the presence of a reversal vector, the unit for fixing the angular position of the device at the beginning of the free movement section, the unit for determining the moment of issuing a corrective pulse, the unit for determining the beginning of braking, the unit for determining the direction of accelerating and correcting pulses, a unit for determining the direction of the brake pulse, a unit for determining the direction of the control moment, while the output of the job parameters the initial angular position of the unit of adjusters of the initial and final positions of the apparatus is connected to the input of the input of the initial conditions of the fixation block of the angular position of the apparatus at the beginning of the free movement section and the input of the input of the initial position of the unit for determining the moment of issuing the corrective pulse, the output of the parameters of the final angular position of the set of adjusters of the initial and final positions the apparatus is connected to the input input of the desired position of the block correction parameters of the U-turn and the input input of the final position of the block determining the moment of issuing the correcting pulse, the first output of setting the moments of inertia around the transverse axis of the unit of inertia moments of the apparatus is connected with the first input of the moments of inertia of the unit for determining the calculated angular position, the second output of setting the moments of inertia around the transverse axis of the set of units of moment of inertia of the apparatus is connected to the second input input of moments of inertia of the unit for determining the calculated angular position, the output of the task of moments of inertia around the longitudinal axis of the unit of moment setters of inertia The device’s AI is connected to the third input of the input of the moments of inertia of the unit for determining the estimated angular position, the output of the turn time adjuster is connected to the input of the turn time correction block, the output of the strapdown inertial navigation system is connected to the input of the current position input of the turn parameter correction block, the input of the input of the motion parameters of the corner fixation block the position of the apparatus at the beginning of the free movement section, by the input of the input of the actual angular position of the block determining the moment of issue of the corrector input pulse, the inputs of the input angular position of the unit for determining the direction of the accelerating and correcting pulses and the unit for determining the direction of the brake pulse, the output of the unit for determining the rotation parameters is connected to the input input of the initial conditions of the block for fixing the parameters of the rotation, the output of the unit for determining the moment of inertia of the apparatus around the transverse axis is connected to the job input the averaged moment of inertia of the unit for determining the calculated angular position and the input input of the moment of inertia of the unit for determining the angle of rotation, produced when the apparatus is braking, the output of the job of the head vector of the head for determining the heading direction is connected to the input of the heading vector of the head of the block determining the estimated angular position, the heading of the head of the head of the block determining the heading of the head is connected to the input of the heading of the head of the head block of determining the calculated angular position, the output of the block determining the kinetic moment of the apparatus is connected to the input of the input of the motion parameters of the unit for determining the angle of the turn made during braking of the device, and the input to nontical moment of the block for determining the direction of the brake pulse, the output of the block for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one is connected to the input of the mismatch input of the block for determining the direction of the accelerating and correcting pulses, the output of the block for generating the command for acceleration is connected to the logical input of the block for determining the direction of the accelerating and correcting pulses and the first gate input block determining the direction of the control moment, the output of the block forming the command for braking is connected with the logic by the input of the unit for determining the direction of the brake pulse and the second gate input of the unit for determining the direction of the control moment, the output of the setpoint of the maximum value of the control moment is connected to the input of the input of the value of the control moment of the unit for determining the angle of rotation, produced when the device is braked, the output of the block for correcting the time of rotation is connected with the inputs of time input the reversal of the unit for determining the acceleration-braking time and the unit for determining the calculated angular position, the output of the parameter correction unit the pivot is connected to the input of input of new parameters of the pivot parameter fixing unit, the output of the pivot block of pivot parameters is connected to the first input of the reference parameters determination unit and the input of input of initial conditions of the pivot parameters updating block, the output of the pivot parameters determination block is connected to the input inputs of the required angular position of the parameter updating block of the head and the unit for determining the estimated angular position, the output of the head for updating the heading parameters is connected to the information input block determining the direction of the turn, the output of setting the turn angle of the unit for determining the estimated angular position is connected to the input of the input of the angle of the turn of the unit for determining the acceleration-braking time, the output of the task of the turning vector of the unit for determining the estimated angular position is connected to the input of the input of the vector of the turn of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated and the input unit for determining the presence of a reversal vector, the output of the task of the estimated position of the unit for determining the estimated angular position is connected to the input the input of the calculated parameters of the correction unit for the parameters of the rotation, the logical output of the unit for determining the estimated angular position is connected to the gate input of the block for updating the parameters of the rotation, the output of the job of the angular position according to the forecast of the block for determining the estimated angular position is connected to the input of the input of the predicted position of the block for updating the parameters of the rotation, the output of the block for determining the angle the turnaround produced during braking of the device is connected with the first input of the unit for determining the beginning of braking, the output of the unit is determined The determination of the presence of the rotation vector is connected with the input of the resolution of the unit for forming the command for acceleration, the output of the block for fixing the angular position of the apparatus at the beginning of the free movement section is connected with the input of the input of the initial conditions of the unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated one, the second input of the block for determining the aiming parameters and the input for entering the initial position of the unit for determining the calculated angular position, the logical output of the unit for determining the moment of issuance of the correction pulse is connected to the gate input ohm of the unit for generating an acceleration command, the control inputs of the unit for fixing the parameters of the turn and the unit for fixing the angular position of the device at the beginning of the free movement section, the information output of the unit for determining the moment of issue of the correcting pulse is connected to the second input of the unit for determining the start of braking, the output of the unit for determining the start of braking is connected with a logical the input of the unit for forming the command for acceleration and the logical input of the unit for forming the command for braking, the output of the unit for determining the direction of acceleration and correcting the pulse associated with a first data input control unit determining the direction of torque output of the unit determining the direction of the braking momentum associated with said second data input of the control unit determining the direction of torque output of the unit determining the direction of control points associated with the insertion direction reversal input unit generating a control torque.
RU93050924A 1993-11-09 1993-11-09 Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method RU2095295C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93050924A RU2095295C1 (en) 1993-11-09 1993-11-09 Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93050924A RU2095295C1 (en) 1993-11-09 1993-11-09 Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93050924A RU93050924A (en) 1997-01-27
RU2095295C1 true RU2095295C1 (en) 1997-11-10

Family

ID=20148999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93050924A RU2095295C1 (en) 1993-11-09 1993-11-09 Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2095295C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675483C1 (en) * 2017-12-12 2018-12-19 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method for constructing orientation of space object separated from another space object

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем. - М.: Наука, 1988, с. 168 - 178. 2. Бранец В.Н., Черток М.Б., Казначеев Ю.В. Оптимальный разворот твердого тела с одной осью симметрии: Космические исследования, т.22, вып.3. - М., 1984. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675483C1 (en) * 2017-12-12 2018-12-19 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method for constructing orientation of space object separated from another space object

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5098041A (en) Attitude control system for momentum-biased spacecraft
CA1196075A (en) Digital pwpf three axis spacecraft attitude control
EP0347585A1 (en) Transition control system for spacecraft attitude control
CN108319143A (en) A kind of spacecraft is to the real-time planing method of moving coordinate system maneuvering target
US3765621A (en) System of controlling the attitude of a spinning satellite in earth orbits
JP2001315698A (en) Method for determining state variable of rigid body moving in space
RU2095295C1 (en) Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method
CN100408433C (en) Real-time prediction method for satellite flight parameter
Rogers et al. Input shaping for limiting loads and vibration in systems with on-off actuators
US5850993A (en) Spacecraft thruster operation for improved orbital maneuver accuracy
CN110597274B (en) SGCMG dynamic frame angular velocity determination method adaptive to attitude redirection
RU2094332C1 (en) System for determination of control moment at turn of space vehicle
RU2131832C1 (en) Method of control of spacecraft turn
EP0772108A1 (en) Spacecraft attitude or orientation system and method
RU2076833C1 (en) Method and device for reorientation control of space-craft
RU2092403C1 (en) Method of control of programmed space vehicle turn and system for realization of this method
Fazlyab et al. Design of an adaptive controller of a satellite using thruster actuator
RU2093433C1 (en) Method of control of space vehicle turn
RU2089468C1 (en) Method of control of space vehicle turn manoeuvre
RU2114771C1 (en) Method of control of spacecraft turn and system for realization of this method
RU2104232C1 (en) Method of control of space vehicle turn
RU2006431C1 (en) Spacecraft attitude control system
RU2000132962A (en) CONTROL SYSTEM WITH RESTRICTION ON EFFORT AND SPEED
RU2115597C1 (en) Method of control of space turn of spacecraft
JP4202803B2 (en) Shooting calculation device