Orientation and stabilization of small space vehicles

Abstract

The possibility of using system state observers in the orientation and stabilization systems of small space vehicles is considered. A comparative assessment of systems with a system state observer and classical execution is carried out. For comparison the criteria of stability of automatic systems, criteria for assessing quality in steady-state and transient modes of operation, criteria for assessing quality under the action of random disturbing influences were used. The method of mathematical modeling is used as a research method. For its implementation, mathematical models of systems and their components have been developed. Simulation is done in state variables. The synthesis is based on the apparatus of modern control theory. It has been established that the use of a system state observer in the orientation and stabilization systems of small space vehicles will not only reduce their weight and dimensions, increase their reliability and reduce the cost of components, but also provide practically the same control quality indicators as in the classical version.

Розглянуто можливість застосування у складі систем орієнтації та стабілізації малих космічних апаратів спостерігачів стану. Виконано порівняльну оцінку систем із спостерігачем стану та класичного виконання. Для порівняння використовувалися критерії стійкості автоматичних систем, критерії оцінки якості в встановлених та перехідних режимах роботи, критерії оцінки якості при дії випадкових впливів, що обурюють. Як метод дослідження використовується метод математичного моделювання. Для його реалізації розроблено математичні моделі систем та їх компонентів. Моделювання виконано в змінних станах. Синтез ґрунтується на апараті сучасної теорії управління. Встановлено, що застосування спостерігача стану в системах орієнтації та стабілізації малих космічних апаратів дозволить не лише знизити їх масо габаритні показники, підвищити їхню надійність та знизити вартість комплектуючих, а й забезпечити практично ті ж показники якості керування, що й при класичному виконанні.