Єфименко М. В. Математичні моделі та методи побудови законів керування орієнтацією космічних апаратів дистанційного зондування Землі

Єфименко М.В. Математичні моделі та методи побудови законів керування орієнтацією космічних апаратів дистанційного зондування Землі. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи – Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, Київ, 2020. У дисертації розглянуті питання створення нових математичних моделей кутового руху твердого тіла та їх застосування для побудови алгоритмів високоточного керування орієнтацією космічних апаратів (КА) дистанційного зондування Землі (ДЗЗ). В основі запропонованих методів синтезу законів керування лежить підхід, при якому для опису руху КА відносно центру мас використовується динамічне рівняння руху точки по одиничній сфері в чотиривимірному просторі (динамічне рівняння в параметрах Родріга-Гамільтона). У роботі отримали подальший розвиток наступні проблеми, пов'язані зі створенням систем керування орієнтацією КА високої точності: 1. Розробка на основі динамічного рівняння руху точки по сфері нових моделей обертального руху твердого тіла, що спрощують синтез алгоритмів керування орієнтацією КА; 2. Розробка та обґрунтування нових методів синтезу законів керування орієнтацією КА з використанням розроблених моделей обертального руху КА; 3. Розробка і обґрунтування методів керування орієнтацією КА безпосередньо за векторними вимірюваннями без визначення кватерніона орієнтації; 4. Розробка чисельних алгоритмів високоточного визначення орієнтації КА; 5. Розробка методів керування орієнтацією КА без використання інформації вимірювачів кутової швидкості; 6. Розробка методів керування надлишковою системою гіродінів з метою забезпечення високих точносних та динамічних характеристик кутового руху КА. Практична цінність отриманих в дисертації результатів полягає в розробці нових методів побудови законів керування кутовим рухом КА, здатних під час зйомки забезпечувати високі точнісні і динамічні характеристики орієнтації. Результати проведених наукових досліджень були використані при створенні систем керування КА, що розробляються на науково-виробничому підприємстві "ХАРТРОН-ЮКОМ" за тематикою ДКБ "Південне", що підтверджується відповідними актами впровадження. Ключові слова: параметри Родріга-Гамільтона, космічний апарат, кватерніон, визначення орієнтації, гіродін, силовий гіроскопічний комплекс, зоряний датчик, вимірювач кутової швидкості.