В ТПУ разработали алгоритмы для испытаний космических аппаратов в условиях микрогравитации

Учёные Томского политехнического университета (ТПУ) разработали универсальный метод проектирования систем управления для стендов микрогравитации, применяемых в наземных испытаниях трансформируемых конструкций космических аппаратов. Новое решение позволяет с высокой точностью моделировать условия невесомости, что способствует повышению надёжности и долговечности космической техники. Работа поддержана грантом Российского научного фонда, а результаты разработки подтверждены 12 свидетельствами о регистрации программ для ЭВМ.

Традиционные стенды микрогравитации, основанные на трособлочных системах с электроприводами, часто сталкиваются с рядом технических ограничений. Резонансные колебания, моменты сухого трения, изменение упругости тросов и неравномерность масс приводят к значительным отклонениям в динамических свойствах и снижают точность моделирования космических условий. Эти недостатки побудили исследователей ТПУ использовать интервальный подход в синтезе систем управления.

Новый метод позволяет учитывать нелинейные и нестационарные параметры, такие как упругость тросов, распределение масс и характеристики электроприводов. Исследователи разработали интервальное характеристическое уравнение, на основе которого созданы адаптивные регуляторы, значительно повышающие точность и чувствительность управления. По словам руководителя проекта, доцента Сергея Гайворонского, это позволило снизить ошибки уравновешивания примерно в десять раз по сравнению с предыдущими моделями.

Метод универсален и может быть применён для испытаний различных элементов космических аппаратов, включая солнечные панели и антенны, независимо от их массы или конфигурации. Он открывает новые возможности для более точного моделирования, что крайне важно для успешной эксплуатации сложной космической техники.

Результаты исследования опубликованы в ведущих научных журналах, включая «Проблемы управления» и «Мехатроника, автоматизация и управление», что подчёркивает их высокую научную и прикладную значимость.