### Основные функции ##### Функция определения ориентации Вход - данные датчиков о внешней среде и об аппарате Выход - измеренное состояние аппарата ##### Функция управления ориентацией Вход - требуемое состояние - измеренное состояние Выход - управляющие сигналы на активные элементы ### Определение ориентации - декомпозиция #### Основные функции ###### Измерение вектора магнитного поля Земли Вход - воздействие магнитного поля на магнитометр - шум Выход - трехмерный вектор магнитного поля Земли (в СК аппарата?) ###### Измерение угловой скорости вращения аппарата Вход - воздействие центробежной силы на гироскоп - шум Выход - трехмерный вектор угловой скорости аппарата (в СК аппарата?) #### Сервисные (внутренние) функции ? ###### Калибровка магнитометра Вход - температура магнитометра - данные магнитометра, собранные во время вращения аппарата Выход - калибровочные коэффициенты - смещение показателей магнитометра ###### Закручивание аппарата см. Демпфирование угловой скорости вращения аппарата #### Дополнительные функции ###### Измерение вектора направления на Солнце Вход - угол падения светового потока на солнечный датчик Х <кол-во датчиков> Выход - трехмерный вектор направления на Солнце (в СК аппарата?) ### Управление ориентацией - декомпозиция #### Основные функции ###### Демпфирование угловой скорости вращения аппарата Вход - измеренная угловая скорость вращения аппарата - требуемая угловая скорость вращения аппарата - максимальная ошибка Выход - вращение аппарата с требуемой угловой скоростью в пределах заданной ошибки #### Дополнительные функции ###### Поворот аппарата в заданное положение Вход - измеренное положение аппарата в пространстве (кватернион/углы Эйлера) - требуемое положение аппарата в пространстве (кватернион/углы Эйлера) - максимальная ошибка Выход - поворот аппарата в требуемое положение в пределах заданной ошибкой ```mermaid flowchart TB subgraph SENSORS[Датчики] M[Магнитометр] G[Гироскоп] SD[Солнечный датчик] end subgraph DET[Определение ориентации] direction TB F1[Измерение вектора МПЗ] F2[Измерение угловой скорости] F3[Измерение направления на Солнце] CAL[Калибровка магнитометра] SPIN[Закручивание аппарата] end subgraph STATE[Оценка состояния] EST[Измеренное состояние] end subgraph CTRL[Управление ориентацией] direction TB F4[Демпфирование угловой скорости] F5[Поворот в заданное положение] end subgraph ACT[Исполнительные элементы] COIL[Магнитные катушки] RW[Двигатели-маховики] end M -- "Bсырое" --> F1 F1 -- "Bкалибр" --> CAL CAL -- "коэффициенты, смещение" --> F1 G -- "ωсырое" --> F2 SD -- "освещённость" --> F3 F1 -- "вектор B" --> EST F2 -- "вектор ω" --> EST F3 -- "вектор S" --> EST EST -- "состояние" --> F4 EST -- "состояние" --> F5 REQ[Требуемое состояние] --> F4 REQ --> F5 F4 -- "ШИМ" --> COIL F5 -- "управляющий момент" --> RW SPIN -.-> F4 ``` ```mermaid flowchart LR r(["Требуемая угловая скорость
ω_req = 0"]) --> SUM((Σ)) SUM -->|"e = ω_req - ω_изм"| REG[Регулятор B-dot
m = -k * dB/dt] REG -->|m_cmd| COIL[Драйвер катушек + катушки] COIL -->|M_маг| SAT[Динамика спутника
J·ω̇ = M_маг + M_внеш] SAT -->|ω_факт| GYRO[Гироскоп] GYRO -->|ω_изм| SUM MAG[Магнитометр] -.->|B_изм для dB/dt| REG ```