aocs (Szenarioart)

Szenarioart der Engine v0.40.0, Familie Missionsanalyse, Links und Raumfahrtbetrieb. Beratend: Analyseausgabe eines Forschungs- und Entwicklungswerkzeugs, keine typzugelassene Navigationsausrüstung und kein Dienst für die Sicherheit von Menschenleben. Jede Bezeichnung hier stammt von der Engine oder der Verifikationsmatrix; eine Art ist MODELLED, sofern die Matrix nichts anderes sagt (wie eine Bezeichnung verdient wird: der Abschnitt Evidence der README).

Was es tut#

Lageregelung von Raumfahrzeugen: ein Schwenk zur inertialen Ausrichtung eines starren Körpers mit drei oder mehr ausgewuchteten Reaktionsrädern unter MRP-Rückführung (L = -K sigma - P omega), Radmomente mit minimaler Norm, begrenzt auf die Grenze jedes Motors, RK4 mit Halteglied nullter Ordnung; optional geschlossen auf einem multiplikativen EKF aus einem simulierten Gyro (Winkel- und Raten-Random-Walk) und Sternsensor. Es meldet Einschwingzeit, End- und Spitzenzeigefehler, Spitzenraddrehzahl und -moment, den Sättigungsanteil, die Drehimpulsdrift und, mit dem Schätzer, dessen Lagefehler und NEES. Die Schleife des wahren Zustands ist gegen Basilisk 2.9.1 VALIDATED; der Schätzer ist MODELLED.

Ein Lauf von scenarios/aocs-slew.toml fasst sich so zusammen: aocs: 4 wheels, 600 s slew from 82,06 deg -> settles below 0,1 deg at 481,0 s | final 2.37e-2 deg | peak wheel 1797 rpm | true-state loop

Eingaben#

Aus dem Schema (kshana kinds --json):

• Pflichtfelder: hub_inertia_kg_m2, k_nm, p_nms, wheels, sigma0
• Optionale Felder: duration_s, dt_s, sample_s, omega0_rad_s, pointing_threshold_deg, estimator

Das Beispiel scenarios/aocs-slew.toml setzt unter anderem:

Ausführen#

kshana scenarios/aocs-slew.toml

2 mitgelieferte Szenarien verwenden diese Art; die anderen sind in scenarios/.

Was es liefert#

Die skalaren Ergebnisse dieses Laufs, mit den Einheiten, die die Engine angibt:

Ergebnisbezeichnung (die der Engine): VALIDATED Regelgesetz und Raddynamik (gegen Basilisk 2.9.1 auf der Schleife des wahren Zustands); die Eingaben dieses Laufs sind die des Szenarios selbst — Reaktionsradlageregelung unter MRP-Rückführung, inertiale Ausrichtung, kein Sensorrauschen, keine Reibung

Nachweise#

MODELLED 1 · VALIDATED 1: die Zeilen der Verifikationsmatrix, die diese Art nennen.

• VALIDATED Lageregelung zur inertialen Ausrichtung eines starren Körpers mit drei oder mehr ausgewuchteten Reaktionsrädern: das MRP-Rückführgesetz L_r = -K sigma_BR - P omega_BR (Schaub und Junkins), Radmotormomente mit minimaler Norm G_s u = -L_r, begrenzt auf die jedes Rades l Tests: aocs_basilisk_oracle.rs.
• MODELLED Der multiplikative EKF nach Lefferts, Markley und Shuster: Lagefehler im Körpersystem und Gyro-Bias-Zustände, Propagation mit der Gyrorate abzüglich der Bias-Schätzung und dem diskreten Prozessrauschen nach Farrenkopf (Winkel- und Raten-Random-Walk), Sternsensor-Update

Die Zeilen, die der Lauf selbst ausgeübt hat, mit der unabhängigen Referenz, die die Matrix jeder gibt (die öffentlichen Quellen sind dort genannt):

• MODELLED Deterministisch, szenario-gehasht, SBOM- und plattformübergreifende Golden-Gates. Unabhängige Referenz (ExternalDataset): SBOM-Übereinstimmung mit dem offiziellen CycloneDX-1,5-JSON-Schema (+ gültige SPDX-Kennungen) — ein externer veröffentlichter Standard, null Validierungsfehler über den gesamten Abhängigkeitsgraphen; der Teil FoM-Determinismus / Byte-Reproduzierbarkeit bleibt eine festgelegte Selbstkonsistenzprüfung, daher bleibt die Zeile MODELLED
• VALIDATED Lageregelung zur inertialen Ausrichtung eines starren Körpers mit drei oder mehr ausgewuchteten Reaktionsrädern: das MRP-Rückführgesetz L_r = -K sigma_BR - P omega_BR (Schaub und J. Unabhängige Referenz (ExternalDataset): Basilisk 2.9.1 (AVSLab, ISC; der bsk-Radlauf als separates Werkzeug, nie gelinkt oder mitgeliefert): Raumfahrzeugkörper, reactionWheelStateEffector (BalancedWheels, Momentgrenze an), simpleNav, inertial3D, attTrackingError, mrpFeedback (ohne Integralterm) und rwMotorTorque bei dt = 0,1 s mit seinem RK4, gegen die eigene Implementierung von Kshana in drei Fällen (drei orthogonale Räder; eine Vierrad-Pyramide; ein sättigender Vierradfall),
• MODELLED Der multiplikative EKF nach Lefferts, Markley und Shuster: Lagefehler im Körpersystem und Gyro-Bias-Zustände, Propagation mit der Gyrorate abzüglich der Bias-Schätzung und Farre. Unabhängige Referenz (InternalConsistency): Interne Konsistenz: der normierte quadrierte Schätzfehler des Filters gegen eine Wahrheit, simuliert aus denselben Sensormodellen über Monte-Carlo-Seeds, und die Konvergenz der Lage- und Bias-Schätzungen. WAS NICHT: Es wurde kein externer Schätzer und keine Flugdaten verglichen (Basilisk 2.9.1 hat kein MEKF-Modul); die Sensormodelle sind die aus dem Lehrbuch, ohne Fehlausrichtung, Skalenfaktor oder Gesichtsfeldeffekte des Sternsensors.

Einschränkungen#

Was der eigene Bericht des Laufs als nicht modelliert oder nicht validiert nennt:

• Die Schleife des wahren Zustands ist gegen Basilisk 2.9.1 VALIDATED; der Schätzer ist MODELLED. (Artenkatalog (kshana kinds --json))
• Reproduzierbarkeit und Software-Assurance ist MODELLED, nicht validiert: Eine Teilbehauptung ist extern geprüft, aber die gesamte Fähigkeit setzt sich aus modellierten Teilen zusammen, daher bleibt die Fähigkeit modelliert. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Multiplikative EKF-Lageschätzung aus einem Gyro und einem Sternsensor ist MODELLED, nicht validiert: gegen die eigene geschlossene bzw. analytische Identität geprüft — fängt Transkriptions- und Koeffizientenfehler ab, ist aber keine unabhängige Referenz. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Siehe auch#

• Familienseite: Missionsanalyse, Links und Raumfahrtbetrieb
• Alle Arten: KINDS.md
• Themenseite: AOCS.md