Computer modelling and simulation of carrier rocket dynamics

Abstract

Развитие технологий микроэлектромеханических систем позволило MEMS-гироскопам достичь потенциально высокой точности для решения задач управления ракетами-носителями (РН). В настоящей работе производится анализ точности MEMS-гироскопа ADIS16445BMLZ средней ценовой категории для задач выведения полезной нагрузки сверхлегкой РН «Таймыр-1». Создана компьютерная модель ракеты с учетом неравномерности гравитационного поля и эффектов от вращения Земли. Построена модель шумов датчика на базе вариации Аллана и понятия спектральной плотности. В результате имитационного моделирования в системе MATLAB-Simulink сделан вывод о допустимости использования датчика ADIS16445BMLZ для выведения спутников, не требующих высокой точности размещения на орбите (космические аппараты классов от фемто до нано). Обозначены пути улучшения точности выведения спутников с применением MEMS-гироскопов.

Development of technologies of MEMS gyroscopes enabled to achieve a potentially high accuracy for the problems of control of the launch vehicle. In this paper are made a analysis of the precision of MEMS gyroscope ADIS16445BMLZ in the middle price category for the problem of lifting of payload by the superlight launch vehicle «Taymir-1». Computer model of launch vehicle created with taking into account the non-uniformity of the gravitational field and the effects of the Earth's rotation. Model of sensor noise created on the basis of the concept of Allan variance and PSD. As a result of simulation in MATALB-Simulink tool, concluded that the application of ADIS16445BMLZ sensor are allowable for satellites that do not require high precision orbit (femto and nano satellites). The ways to improve the accuracy of removal of satellites using MEMS-gyroscopes are designed.