The object of research, development or design (in Russian) : Группировка космических аппаратов

The object of research, development or design (in Kazakh) : Ғарыштық аппараттар топтамасы

Aim of work (in Russian) : Создание системы управления, способной сохранять требуемую конфигурацию группировки космических аппаратов для целей выполняемой миссии, с учетом неопределенностей, обусловленных внешними воздействиями.

Aim of work (in Kazakh) : Сыртқы әсерлерден туындаған анықталмағандылықтарды ескере отырып, орындалатын миссия мақсаттарына арналған ғарыш аппараттары топтамасының талап етілетін конфигурациясын сақтауға қабілетті басқару жүйесін құру

Методы исследования (на русском) : - апробированные методы аналитического и численного (методы Рунге-Кутта) решения нелинейных дифференциальных уравнений, в том числе с учетом неопределенностей; - фундаментальные законы теоретической и небесной механики, на основе которых построены адекватные динамические модели. - при построении математической модели использовались теория потенциала для описания возмущений, действующих на систему, динамические и кинематические уравнения Эйлера для описания движения космического аппарата относительно центра инерции. Для определения условий устойчивости системы использовались методы теории управления (методы размещения корней и прямые методы Ляпунова). Разработка алгоритма управления системой основана на таких современных методах управления как пропорциональный (P) и линейно-квадратичный (LQR) регуляторы для определения предполагаемого поведения и быстрого отклика системы при неопределенностях разного характера.

Методы исследования (на казахском) : - анықталмағандылықтарды ескерген кездегі бейсызық дифференциалдық теңдеулерді аналитикалық шешудің апробацияланған әдістері және сандық әдістері (Рунге-Кутта әдістері); - нәтижесінде қатаң динамикалық модельдер құрастырылған теориялық және аспан механикасының фундаменталды зандары. - математикалық модельді құру кезінде жүйеге әсер ететін ұйытқуларды сипаттауға арналған потенциал теориясы, инерция центріне қатысты ғарыш аппаратының қозғалысын сипаттауға арналған Эйлердің динамикалық және кинематикалық теңдеулері қолданылды. Жүйенің орнықтылық шарттарын анықтау үшін басқару теориясының әдістері (түбірлерді орналастыру және Ляпуновтың тура әдістері) қолданыс тапты. Жүйені басқару алгоритмін жасау әр түрлі сипаттағы анықталмағандылықтар әсер еткен кезде жүйенің болжамды күйі мен жылдам жауапты анықтайтын пропорционалды (P) және сызықты-квадраттық (LQR) регуляторлары сияқты заманауи басқару әдістеріне негізделеді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Полученные результаты: Построена система управления для сохранения конфигурации группировки космических аппаратов (КА) в случае невозмущенной опорной орбиты. Разработана математическая модель движения группировки КА в случае невозмущенной опорной орбиты на основе модели Седвика-Швайгарда; решены нелинейные уравнения движения группировки КА с учетом фигуры Земли; определены условия устойчивости конфигурации группировки КА в возмущенном движении; построены алгоритмы управления конфигурацией группировки на основе методов с обратной связью. Научная новизна проекта заключается в: разработке системы управления для сохранения конфигурации группировки космических аппаратов на геостационарной орбите при учете неопределенностей.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алынған нәтижелер: Тірек орбитасы ұйытқымаған жағдайда ғарыш аппараттары (ҒА) топтамасының конфигурациясын сақтауға арналған басқару жүйесі құрылды. Седвик-Швайгард моделінің негізінде тірек орбитасы ұйытқымаған жағдайда ҒА топтамасы қозғалысының математикалық моделі жасалды; Жер пішінін ескере отырып, ҒА топтамасы қозғалысының бейсызық теңдеулері шешілді; ұйытқыған қозғалыстағы ҒА топтамасы конфигурациясының орнықтылық шарттары анықталды; кері байланыс әдістерінің негізінде топтама конфигурациясын басқару алгоритмдері құрылды. Жобаның ғылыми жаңалығы анықталмағандықтарды ескере отырып, геостационарлық орбитадағы ғарыш аппараттары топтамасының конфигурациясын сақтауға арналған басқару жүйесін әзірлеу болып табылады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработка системы управления для сохранения конфигурации группировки космических аппаратов с учетом неопределенностей обеспечит возможность получения снимков (разного диапазона) высокого качества и разрешения, что даст возможность решения многочисленных проблем, таких, например, как возможность наблюдения в реальном времени локальных чрезвычайних ситуаций (пожары, наводнения, селевые потоки и др.), оперативной оценки последствий глобальных проблем (например последсвия землетрясений), а также мониторинг экологически проблемных областей (например, Аральское и Каспийское море, бывший Семипалатинский ядерный полигон, обнаружение участков разливов нефти и нефтепродуктов в районах нефтедобычи и транспортировки), оценка агропромышленного потенциала на основе анализа состояния посевов сельскохозяйственных культур на различных стадиях вегетации и др., что принесет экономическую прибыль, связанную с оздоровлением экологической обстановки регионов, с решением социальных проблем (создание новых рабочих мест) и др.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Анықталмағандылықтарды ескере отырып, ғарыш аппараттары топтамасының конфигурациясын сақтауға арналған басқару жүйесін әзірлеу сапалы және ажыратымдылықтары жоғары суреттерді (әр түрлі диапазондағы) алуды қамтамасыз етеді, бұл, өз кезегінде мысалы, жергілікті төтенше жағдайларды (өрттер, су тасқыны, сел тасқыны және т.б.) нақты уақытта бақылау мүмкіндігі, жаһандық мәселелердің салдарын жедел бағалау мүмкіндігі (мысалы, жер сілкіністерінің салдары), сондай-ақ экологиялық мәселелері бар облыстардың мониторингі (мысалы, Арал және Каспий теңізі, бұрынғы Семей ядролық полигоны, мұнай өндіру және тасымалдау аудандарында мұнай және мұнай өнімдерінің төгілу учаскелерін табу), вегетацияның әртүрлі кезеңдеріндегі ауыл шаруашылығы дақылдары егістерінің жай-күйін талдау негізінде агроөнеркәсіптік әлеуетті бағалау және т. б. мүмкіндіктер береді. Бұл өңірлердің экологиялық жағдайын сауықтыруға, әлеуметтік мәселелерді шешуге (жаңа жұмыс орындарын құру) және т.б. байланысты экономикалық пайда әкеледі.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : Область применения разработанного алгоритма охватывает как возмущения классического характера (неоднородность гравитационного поля, лунно-солнечные возмущения), так и возмущения обусловливающие неопределенности, что дает преимущества перед стандартными алгоритмами управления. В данном случае в качестве целевой аудитории выступают университеты (ЕНУ им. Л.Н.Гумилева, КазНИТУ им. К.И.Сатпаева, Алматинский Университет энергетики и связи), научно-исследовательские институты (АО «Национальный центр космических исследований и технологий» - Институт космической техники и технологий, Институт ионосферы, Астрофизический институт им. Фесенкова), «Национальная компания «Қазақстан Ғарыш Сапары», ТОО «КАЗГИСА», лаборатории (Intelligent Space Systems Laboratory in the University of Tokyo и др.).

Field of application (in Kazakh) : Әзірленген алгоритмнің ауқымы классикалық сипаттағы ұйытқуларды (гравитациялық өрістің біртексіздігі, Ай-Күн ұйытқулары) және анықталмағандылықты тудыратын ұйытқуларды қамтиды. Және бұл стандартты басқару алгоритмдерінен артықшылығын көрсетеді. Бұл жағдайда университеттер (Л.Н.Гумелев атындағы ЕҰУ, Қ.И.Сатпаев атындағы ҚазҰЗТУ, Алматы энергетика және байланыс институты), ғылыми-зерттеу институттары («Ұлттық ғарыштық зерттеулер мен технологиялар орталығы» АҚ - Ғарыштық техника және технологиялар институты, Ионосфера институты, Фесенков ат.Астрофизикалық институт; «Қазақстан Ғарыш Сапары» Ұлттық компаниясы, «КАЗГИСА» ЖШС), зертханалар (Токио Университетіндегі Intelligent Space Systems Laboratory зертханасы және т.б.) мақсатты аудитория ретінде әрекет етеді.