Стабилизация регулярных прецессий симметричного спутника при помощи магнитных моментов и лоренцевых моментов

10 марта 2021 года
Рак Михаил Геннадьевич
(аспирант 2-го г. о., научный руководитель д.ф.- м.н. В.М.Морозов , рецензенты к.ф.-м.н. В.И.Каленова, асп. 1 г. о. Л.Давудова)

Регулярные прецессии - одни из самых важных стационарных движений спутника, которые широко используются в практике космических исследований. Как известно, существует три вида регулярных прецессий (цилиндрическая, коническая и гиперболическая) Впервые эти режимы у симметричного спутника найдены Г.Н. Дубошиным и В.Т. Кондурарем в 1959 году. Достаточные условия устойчивости были получены Ф. Л. Черноусько в 1964 году. Установленная устойчивость не была асимптотической. Поэтому задача стабилизации регулярных прецессий спутника до асимптотической устойчивости также является важной. Эта стабилизация может быть реализована разными способами. Одним из них является стабилизация при помощи взаимодействия внутреннего магнитного момента спутника с магнитным полем Земли. Другой метод управления основан на использовании электродинамического эффекта влияния лоренцевых сил, действующих на заряженную поверхность спутника.

Предполагается, что спутник представляет собой динамически симметричное тело, центр масс которого движется по круговой орбите. Предполагается, что внутренний магнитный момент направлен по оси симметрии спутника. Задача является существенно нестационарной из-за изменения магнитного поля вдоль орбиты. Это обстоятельство вносит принципиальные трудности в исследование рассматриваемой задачи. В докладе предлагается строгий аналитический подход к изучению данной задачи, состоящий в приведении нестационарной системы к стационарной. Факт приводимости эффективно используется как при анализе управляемости, так и при построении алгоритмов стабилизации.

Исследована управляемость системы, построен оптимальный алгоритм стабилизирующего управления и проведено моделирование предложенного алгоритма, которое подтверждает эффективность разработанной методики.