Математическая модель и методы управления космическим аппаратом с помощью теории кватернионов

Дипломная работа по направлению "Прикладная математика и информатика" на тему: "Математическая модель и методы управления космическим аппаратом с помощью теории кватернионов"  состоит из пояснительной записки на 75 листах

Вуз: НТУ "ХПИ"

Цель работы: моделирование вращательного движения космического аппарата, разработка программ расчета тензора инерции и  коррекции вращательного движения космического аппарата.

В работе показаны алгоритм управления магнитными катушками, минимизирующий рассогласование между текущим и номинальным кинетическими моментами геостационарного спутника и алгоритм расчета тензора инерции с помощью кватернионов.

Разработано программное обеспечение, которое моделирует коррекцию вращательного движения геостационарного спутника

ВВЕДЕНИЕ 

1 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМ АППАРАТОМ, НАХОДЯЩИМСЯ НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 

1.1 Системный анализ математической модели вращательного движения спутника связи

1.1.1 Вербальное описание системы «Спутник связи»

1.1.2 Визуальная модель описания системы «Спутник связи»

1.1.3    Квалиметрическая модель системы «Спутник связи»        

1.2       Постановка задачи исследования        

2 СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СТАБИЛИЗАЦИИ  ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ СПУТНИКА  

3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СТАБИЛИЗАЦИИ КИНЕТИЧЕСКОГО МОМЕНТА      

3.1       Алгоритм управления магнитными катушками космического аппарата, минимизирующий рассогласование между текущим и номинальным кинетическими моментами спутник      

3.2       Определение тензора инерции при помощи кватернионов       

4 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РЕШЕНИЯ СТАБИЛИЗАЦИИ КИНЕТИЧЕСКОГО МОМЕНТА ПРИ УПРАВЛЕНИИ КОСМИЧЕСКИМ АППАРАТОМ    

4.1       Аппроксимация кватерниона вращения системы         

4.2       Нормирование кватерниона и вычисление первой и второй производной нормированной кватернионной функции. Вычисление угловой скорости и ее производной        

4.3       Вычисление значений функций   в узлах временной сетки методом Рунге-Кутты первого порядка         

4.4       Вычисление тензора инерции и коэффициентов магнитного момента светового давления           

5 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ    УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМ АППАРАТОМ

5.1       Особенности программных пакетов C++ Builder  и  Mathematica        

5.2       Программная реализация поставленной задачи  управления космическим аппаратом     

6 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ РЕШЕНИЙ   

ЗАКЛЮЧЕНИЕ         

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК        

Приложение