Выбор структуры системы программного регулирования развёртывания орбитальной тросовой системы с ограничением скорости выпуска троса

Решается задача управления развёртыванием орбитальной тросовой системы относительно номинальной траектории. Рассматривается задача выбора структуры системы программного регулирования развёртыванием орбитальной тросовой системы, задача выбора коэффициентов усиления в каналах обратных связей. Для синтеза системы программного регулирования используется классическая теория автоматического управления. В качестве номинальной траектории рассматривается оптимальная (релейная) программа управления и программа управления развёртыванием орбитальной тросовой системы с ограничением скорости выпуска троса. Номинальная программа управления сформирована в допущении, что трос не имеет массы. Номинальное управление развёртыванием осуществляется путём регулирования величины силы натяжения троса. Для формирования структуры системы программного регулирования выполнена линеаризация уравнений развёртывания орбитальной тросовой системы. Управление относительно номинальной траектории осуществляется по отклонению параметров развёртывания орбитальной тросовой системы от их номинальных значений - длины троса и скорости его выпуска. Управление по углу отклонения спускаемого космического аппарата от линии местной вертикали и скорости изменения этого угла (угловой скорости) не рассматривается, так как эти параметры не доступны для измерения. Приведение отклонённой траектории развёртывания к номинальной осуществляется путём изменения программной силы натяжения троса. Коррекция силы натяжения троса осуществляется согласно пропорциональному закону управления. Величины коэффициентов усиления в каналах обратных связей оптимизированы по улучшенной интегральной оценке. В качестве возмущающего фактора, отклоняющего траекторию развёртывания орбитальной тросовой системы от номинальной, рассматривается влияние массы троса на процесс развёртывания. Проведённое численное моделирование развёртывания орбитальной тросовой системы с обратной связью показало, что рассматриваемая система программного регулирования позволяет привести длину троса и скорость его выпуска к своим номинальным значениям без ошибок. Ошибка регулирования угла отклонения спускаемого космического аппарата от линии местной вертикали сначала держится на нулевом уровне, а затем монотонно увеличивается, при этом угловая скорость колеблется относительно номинальной зависимости. Введение ограничения скорости выпуска троса улучшает процесс управления. Величина ошибки регулирования угла отклонения спускаемого космического аппарата от линии местной вертикали и амплитуда колебаний угловой скорости уменьшаются.