RAS Energy, Mechanics & ControlПрикладная математика и механика Journal of Applied Mathematics and Mechanics

  • ISSN (Print) 0032-8235
  • ISSN (Online) 3034-5758

On the controllability of regular satellite precessions in gravitational and magnetic fields

PII
S3034575825030026-1
DOI
10.7868/S3034575825030026
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 89 / Issue number 3
Pages
385-395
Abstract
The controllability in problems of stabilization of regular precessions of a dynamically symmetric satellite, the center of mass of which moves in a circular orbit in the gravitational and magnetic fields of the Earth, are considered. The satellite is equipped with magnetic coils and an electrostatically charged screen. Control moments are formed due to the interaction of the satellite’s own magnetic moment and its charge with the Earth’s magnetic field.The motion equations of the satellite relative to the mass center allow for steady-state motions—regular precessions. The equations of motion linearized in the vicinity of regular precessions represent the linear time-varying differential systems due to the time dependence of the geomagnetic field induction. The controllability of the system has been studied, which is a necessary step in the correct construction of effective stabilization algorithms. A comparative analysis of the controllability conditions of systems was carried out in the case of joint use of control moments and in the case of using each type of control moments separately.
Keywords
спутник регулярная прецессия нестационарная по управлению система управляемость стабилизация
Date of publication
02.06.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
34

References

  1. 1. Белецкий В.В.Движение спутника относительно центра масс в гравитационном поле. М.: Изд-во МГУ, 1975. 105 с.
  2. 2. Румянцев В.В.Об устойчивости стационарных движений спутников. М.: ВЦ АН СССР, 1967. 141 с.
  3. 3. Черноусько Ф.Л.Об устойчивости регулярных прецессий спутника // ПММ. 1964. Т. 28. Вып. 1. С. 155–157.
  4. 4. Морозов В.М.Об устойчивости движения гиростата под действием гравитационных магнитных и аэродинамических моментов //Космич. исслед. 1967. Т. 5. № 5. С. 727–732.
  5. 5. Морозов В.М.Об устойчивости относительного равновесия спутника при действии гравитационного, магнитного и аэродинамического моментов // Космич. исслед. 1969. Т. 7. № 3. С. 395–401.
  6. 6. Сарычев В.А.Динамика спутника под действием гравитационного и аэродинамического моментов // в сб.: Проблемы аналитической механики и теории устойчивости. М.: Физматлит,2009.С. 111–126.
  7. 7. Mostaza-Prieto D., Roberts P.C.E.Methodology to analyze attitude stability of satellites subjected to aerodynamic torques // J. Guid. Control.Dyn. 2016.V. 39.P. 437–449.
  8. 8. Овчинников М.Ю., Ролдугин Д.С. Современные алгоритмы активной магнитной ориентации спутников// Космич. аппараты и технол. 2019. Т. 3. № 2 (28). С. 73–86.
  9. 9. Тихонов А.А.Метод полупассивной стабилизации космического аппарата в геомагнитном поле // Космич. исслед.2003.Т. 41. № 1.С. 69–79.
  10. 10. Aleksandrov A.Yu., Aleksandrova E.B., Tikhonov A.A. Stabilization of a programmed rotation mode for a satellite with electrodynamic attitude control system // Advances in Space Res. 2018. V. 62. P. 142–151.
  11. 11. Kalenova V.I., Morozov V.M.Novel approach to attitude stabilization of satellite using geomagnetic Lorentz forces // Aerosp. Sci.Technol. 2020.V. 106. https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.106105
  12. 12. Морозов В.М., Каленова В.И.Линейные нестационарные системы и стабилизация движения спутника около центра масс в геомагнитном поле. М.: изд-во МГУ, 2023. 174 с.
  13. 13. Морозов В.М., Каленова В.И., Рак М.Г.Стабилизация стационарных движений спутника около центра масс в геомагнитном поле // Итоги науки и техники. Сер. Совр. матем. и ее приложения. Тематич. обзоры. 2023. Т. 220. С. 71–85; Т. 221. С. 71–92; Т. 222. С. 42–63; Т. 223. С. 84–106; Т. 224. С. 15–124.
  14. 14. Каленова В.И., Морозов В.М., Тихонов А.А.Задача стабилизации углового движения спутника в геомагнитном поле // Уч. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки. 2023. Т. 166. С. 499–517. https://doi.org/10.26907/2541-7746.2024.4.499-517
  15. 15. Морозов В.М., Каленова В.И., Рак М.Г.О стабилизации регулярных прецессий спутника при помощи магнитных моментов // ПММ. 2021. Т.85. № 4. С. 436–453.
  16. 16. Каленова В.И., Морозов В.М., Рак М.Г.Стабилизация регулярных прецессий спутника при помощи моментов сил Лоренца // Космич. исслед. 2024. Т. 62. № 1. С. 89–96.
  17. 17. Каленова В.И., Морозов В.М.Линейные нестационарные системы и их приложения к задачам механики. М.: Физматлит. 2010. 208 с.
  18. 18. Kalenova V.I., Morozov V.M., Rak M.G.On methodology for solving control problems of one class of time-varying systems // Lobachevskii J. of Math. Kazan. Gos. Univ. 2023. V. 44. № 11. P. 328–336.
  19. 19. Wertz J.Spacecraft Attitude Determination and Control. Dordrecht,The Netherlands: D. Reidel Publ. Co., 1978. 858 p.
  20. 20. Лурье А.А.Аналитическая механика. М.:ГИФМЛ. 1961. 824с.
  21. 21. Sukhov E. Numerical approach for bifurcation and orbital stability analysis of periodic motions of a 2-DOF autonomous Hamiltonian system // J. Phys.: Conf. Ser. 1925.2021. 012013.21.
  22. 22. Красовский Н.Н.Теория управления движением. Линейные системы. М.: Наука, 1968. 475 с.
  23. 23. Морозов В.М., КаленоваВ.И.О применении методов теории приводимости к некоторым задачам динамики гироскопических систем // Изв. АН СССР. МТТ. 1987. №1. С.8–14.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library