knowledge/база/L3_Подсистема/СОС/ADCS_Functions.md

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

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

flowchart LR
    r(["Требуемая угловая скорость<br>ω_req = 0"]) --> SUM((Σ))
    SUM -->|"e = ω_req - ω_изм"| REG[Регулятор B-dot<br>m = -k * dB/dt]
    REG -->|m_cmd| COIL[Драйвер катушек + катушки]
    COIL -->|M_маг| SAT[Динамика спутника<br>J·ω̇ = M_маг + M_внеш]
    SAT -->|ω_факт| GYRO[Гироскоп]
    GYRO -->|ω_изм| SUM
    MAG[Магнитометр] -.->|B_изм для dB/dt| REG