УДК 519.711.2
Алгоритм оценки параметров ориентации
космического аппарата
с использованием фильтра Калмана <...> Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Дано описание построения фильтра Калмана для оценки параметров
ориентации космического аппарата с использованием зашумленных
показаний звездного датчика. <...> Линеаризована математическая модель углового движения спутника с учетом нелинейного закона управления и механической характеристики двигателей-маховиков. <...> Исследованы алгоритмы адаптации ковариационных матриц шума
измерений и шума процесса. <...> Рассмотрено влияние начальных ошибок
фильтра на его работу. <...> E-mail: dr_lex@list.ru
Ключевые слова: космический аппарат, система стабилизации,
фильтр Калмана, адаптивный алгоритм, ковариационные матрицы. <...> В данной работе решается задача управления ориентацией КА с
использованием фильтра Калмана (ФК). <...> В качестве параметров ориентации используется векторная часть кватерниона поворота из орбитальной системы координат (ОСК) в связанную с объектом систему координат (ССК) и вектор угловой скорости аппарата в
инерциальной системе координат (ИСК). <...> Задача оценки угловых скоростей КА решается при отсутствии
соответствующих датчиков на борту спутника, кроме того, проводится уточнение оценки зашумленных показаний звездного датчика. <...> Если полагать, что аппарат является абсолютно твердым телом, то динамику
вращательных движений КА относительно центра масс можно описывать динамическим уравнением Эйлера в связанных осях:
ISSN 2305-5626. <...> (1)
где M — главный момент внешних сил, равный сумме управляющего ( M упр ) и возмущающего ( M возм ) моментов; H = J ωиск — вектор
кинетического момента КА; J — тензор инерции КА; ωиск — вектор
угловой скорости ССК относительно ИСК. <...> С учетом сказанного выше уравнение (1) перепишем в следующем виде:
d ωиск
= J −1 M упр + M возм − ωиск × J ωиск .
dt
(
)
Управляющий момент, развиваемый ДМ, будем представлять в виде
i
M упр
= Fi (σi ) M imах ,
где Fi (σi )i = x, y , z — закон управления маховиками <...>