Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка и верификация программных средств для идентификации и управления сложными механическими системами

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.514.11.4011
Руководитель работ
Попов Юрий Петрович
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Внебюджетные средства
0,4 млн

Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне.
Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы

Этапы проекта

1
27.02.2007 - 30.06.2007
Перечень выполненных работ:
• Проведен обзор современных коммерческих миниатюрных датчиков и исполнительных органов, могущих быть использованными для реализации алгоритмов управления малогабаритными подвижными объектами. Отдельные их параметры и характеристики используются как входные параметры и/или ограничения для рассматриваемых алгоритмов управления.
• Проведены патентные исследования по теме НИР.
• Проанализирован и реализован алгоритм управления угловым движением аппарата с использованием геомагнитного поля, позволяющий привести аппарат из произвольной точки расширенного фазового пространства в область нулевой относительной угловой скорости. Алгоритм является универсальным и может быть использован на этапе предварительного успокоения для любого номинального режима. Получена математическая модель движения аппарата с алгоритмом управления.
• Проведен выбор конфигурации системы управления
• Получена математическая модель движения аппарата на стенде. Разработанная модель позволяет исследовать управляемое движение макета спутника с учетом конечной длины струны, специфики работы алгоритмов, измерительных и исполнительных органов.
• Разработана методика полунатурной отработки динамики аппарата с использованием асимптотических и численных методов исследования модели движения аппарата с активными токовыми катушками, а также стенда с аппаратом и катушками.
• Разработана программа и методика проведения полунатурных экспериментов с использованием макета на лабораторном стенде. Динамический макет аппарата подвешен на струнном подвесе в модельном магнитном поле, генерируемом стендом. Макет снабжен измерителем внешнего магнитного поля (магнитометром) и магнитными актюаторами, с управляемыми от вычислителя дипольными магнитными моментами.
Перечень опубликованных работ, сделанных и представленных докладов по теме НИР:
1. Мирер С.А. Механика космического полета. Орбитальное движение. Москва: Резолит, 2007, 270 с.
2. Sarychev V.A., Mirer S.A., Degtyarev A.A., Duarte E.K. Investigation of equilibria of a satellite subjected to gravitational and aerodynamic torques. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, 2007, Vol.97, №4, p. 267-287.
3. М.Ю.Овчинников. Сильные мира сего. Компьютерра, 2007, N 15 (683), 37-41.
4. G.V.Smirnov, M. Ovchinnikov and A.Guerman, Use of solar radiation pressure to maintain a spatial satellite formation, Acta Astronautica, 2007, V 61, Academy Transactions Note, 724 – 728
5. M.Yu.Ovchinnikova, A.A.Ilyin, N.V.Kupriynova, V.I.Penkov, A.S.Selivanov, Attitude dynamics of the first Russian nanosatellite TNS-0, Acta Astronautica, 2007, V.61, Issue 1-6, 277–285.
6. А.А.Ильин, Н.В.Куприянова, М.Ю.Овчинников, В.И.Пеньков, А.С.Селиванов. Ориентация первого российского технологического наноспутника ТНС-0. Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем: процессы, модели, эксперимент, Kazan Technical University (Kazan, Russia) and Aeronautical University (Daytona Beach, USA) Publisher, 2007, т.12, N 1(23), с.1-17, ISSN 1727-6853.
7. М.Ю.Овчинников, В.Д.Шаргородский, В.И.Пеньков, С.А.Мирер, А.Д.Герман, Р.Б.Немучинский. Наноспутник REFLECTOR. Выбор параметров системы ориентации. Космические исследования, 2007, т.45, N 1, 67–84.
8. M.Yu.Ovchinnikov, S.O.Karpenko, A.S.Serednitskiy, S.S.Tkachev and N.V.Kupriyanova, Laboratory Facility for Attitude Control System Validation and Testing, Extended Abstracts for 6th International Symposium of IAA “Small Satellites for Earth Observation”, 23-26 April, 2007, Berlin, Germany, Paper IAA-B6-0508P, 4p.
9. С.С.Ткачёв. Использование второго метода Ляпунова для построения закона управления маховичной системой ориентации. Труды 3-его Совещания “Управление движением малогабаритных спутников” / Под редакцией М.Ю.Овчинникова. Препринт Института прикладной математики им.М.В.Келдыша РАН, М.: 2007, N 23, 15-19.
10. Н.В.Куприянова, Д.С.Ролдугин. Алгоритм активного магнитного управления для малого осесимметричного спутника. Труды 3-его Совещания “Управление движением малогабаритных спутников” / Под редакцией М.Ю.Овчинникова. Препринт Института прикладной математики им.М.В.Келдыша РАН, М.: 2007, N 23, 6-9.
11. И.В.Прилепский. Исследование динамики спутника с магнитной системой ориентации на струнном подвесе. Труды 3-его Совещания “Управление движением малогабаритных спутников” / Под редакцией М.Ю.Овчинникова. Препринт Института прикладной математики им.М.В.Келдыша РАН, М.: 2007, N 23, 13-15.
12. А.А.Ильин, С.О.Карпенко, Н.В.Куприянова, М.Ю.Овчинников, Ш.Тайль. Активная магнитная система управления для наноспутника ТНС-0. Сборник аннотаций докладов, представленных на XXXI Академические Чтения по космонавтике, Секция Прикладная небесная механика и управление движением, Москва, январь 2007, 1c.
13. М.Ю.Овчинников, С.А.Мирер, С.О.Карпенко, А.А.Дегтярев, С.С.Ткачев, А.С.Середницкий, И.В.Прилепский, Н.В.Куприянова. Методы лабораторной отработки динамических моделей и алгоритмов ориентации наноспутников. Сборник аннотаций докладов, представленных на XXXI Академические Чтения по космонавтике, Секция Прикладная небесная механика и управление движением, Москва, январь 2007, 1c.
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.10.2007
В работе проведено исследование математических моделей и алгоритмов управления угловым движением малогабаритных подвижных объектов, включая микроспутники. Целью работы является поиск эффективных путей создания систем управления малогабаритными подвижными объектами, стесненных дефицитом измерительной информации и управляющих воздействий; разработка специального программного обеспечения для исследования поведения сложных механических систем и создание набора математических моделей, методик их исследования, методик создания программного продукта для исследования и управления, макетных вариантов программ, методов компьютерной и лабораторной верификации моделей и программного продукта. В процессе выполнения НИР:
• осуществлены выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач;
• построены модели движения объекта исследований и его макета и разработаны алгоритмы управления объектом;
• созданы методики разработки программного обеспечения для симулирования управления объектом, полунатурной отработки и верификации алгоритмов управления с использованием этого программного обеспечения, включая проведение экспериментов с использованием макета;
• проведены первичные и дополнительные патентные исследования по теме НИР;
• выполнено программирование и отладка алгоритмов управления малогабаритными подвижными объектами;
• аналитическими и численными методами проведено математическое моделирование динамики аппарата, снабженного предложенным алгоритмом;
• на стенде проведено экспериментальное исследование работоспособности алгоритмов;
• результаты экспериментов сопоставлены с результатами расчетов и математического моделирования;
• разработан проект программной документации;
• проведено общение результатов работ и выполнена оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
• разработан проект ТТ ТЗ на ОКР по разработке и созданию автономных систем управления подвижными миниатюрными аппаратами и разработке специального программного обеспечения;
• проведена оценка возможности создания конкурентоспособной продукции.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.4 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по перспективным технологиям в области информационно-телекоммуникационных систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
2,9 млн
Организация
ЗАО НИИ ЦПС
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела по перспективным технологиям в области информационно-телекоммуникационных систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
60 млн
Количество заявок
127
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Клеточные технологии»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
40
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Геномные и посттеномные технологии создания лекарственных средств» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
43
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136