Субоптимальное автономное управление малымикосмическими аппаратами при маневрированииSuboptimal autonomous control of small spacecraftduring maneuvering

Диссертационное исследование посвящено разработке методов и способов увеличения срока активного существования малых космических аппаратов (МКА) типа СubeSat на низких околоземных орбитах. В работе исследовано вынужденное понижение орбиты МКА под действием аэродинамического сопротивления, вызываемого остаточной атмосферы Земли. С целью выявления наиболее эффективного способа возвращения аппарата на исходную орбиту проведён сравнительный анализ различных видов автономного управления динамикой малого космического аппарата, отличающихся способами учета нелинейности исходной задачи управления. Установлено, что с использованием разработанной методики сравнительного анализа проведен вычислительный эксперимент, показавший, что наиболее эффективным является метод SDRE, дающий наименьшее значение функционала качества из трех рассмотренных видов управления и являющийся субоптимальным. Предложена модель субоптимального управления динамикой МКА, основанная на методе SDRE и учитывающая силу аэродинамического сопротивления, характерную для низких околоземных орбит. В модель дополнительно введены слагаемые, отражающие влияние аэродинамического сопротивления на динамику движения аппарата. Выполнено компьютерное моделирование траектории снижения МКА в зависимости от времени функционирования с учётом воздействия аэродинамического сопротивления и солнечной активности. Полученные в диссертационной работе результаты использованы при проектировании, функциональных испытаниях и эксплуатации малых космических аппаратов (CubeSat ) CubeSX-HSE, CubeSX-HSE-2, CubeSX-Sirius-HSE, CubeSX-HSE-3. Результаты диссертационной работы внедрены в производственную деятельность ООО «Космические системы». Кроме того, результаты исследования интегрированы в учебный процесс Московского института электроники и математики имени А. Н. Тихонова Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» в рамках образовательной программы бакалавриата «Информатика и вычислительная техника».