aocs (rodzaj scenariusza)

Rodzaj scenariusza silnika v0.40.0, rodzina Analiza misji, łącza i operacje kosmiczne. Wyłącznie doradczo: wynik analizy z narzędzia badawczo-inżynieryjnego; nie jest to sprzęt nawigacyjny z zatwierdzeniem typu ani usługa bezpieczeństwa życia. Każda etykieta tutaj pochodzi z silnika lub z macierzy weryfikacji; rodzaj ma status MODELLED, chyba że macierz mówi inaczej (jak zdobywa się etykietę: sekcja Evidence w README).

Co robi#

Kontrola orientacji statku kosmicznego: obrót w inercjalnym kierunku wskazywania sztywnego korpusu z trzema lub więcej zrównoważonymi kołami reakcyjnymi ze sprzężeniem zwrotnym MRP (L = -K sigma - P omega), momenty kół o minimalnej normie obcięte do limitu każdego silnika, RK4 z ekstrapolatorem zerowego rzędu; opcjonalnie domknięte na multiplikatywnym EKF z symulowanego żyroskopu (błądzenie losowe kąta i prędkości) i czujnika gwiazd. Podaje czas ustalania, końcowy i szczytowy błąd wskazywania, szczytową prędkość i moment koła, nasyconą frakcję, dryf momentu pędu oraz, z estymatorem, jego błąd orientacji i NEES. Pętla stanu rzeczywistego jest VALIDATED względem Basilisk 2.9.1; estymator jest MODELLED.

Jeden przebieg scenarios/aocs-slew.toml podsumowuje się tak: aocs: 4 kół, obrót 600 s z 82,06 deg -> ustala się poniżej 0,1 deg po 481,0 s | końcowy 2.37e-2 deg | szczytowa prędkość koła 1797 rpm | pętla stanu rzeczywistego

Wejścia#

Ze schematu (kshana kinds --json):

• Pola wymagane: hub_inertia_kg_m2, k_nm, p_nms, wheels, sigma0
• Pola opcjonalne: duration_s, dt_s, sample_s, omega0_rad_s, pointing_threshold_deg, estimator

Przykład scenarios/aocs-slew.toml ustawia m.in.:

Uruchom#

kshana scenarios/aocs-slew.toml

Tego rodzaju używa 2 dołączonych scenariuszy; pozostałe są w scenarios/.

Co daje#

Wyniki skalarne tego przebiegu, z jednostkami podanymi przez silnik:

Etykieta wyniku (silnika): prawo sterowania i dynamika kół VALIDATED (względem Basilisk 2.9.1 na pętli stanu rzeczywistego); dane wejściowe tego przebiegu są własnymi danymi scenariusza — kontrola orientacji kołami reakcyjnymi ze sprzężeniem zwrotnym MRP, wskazywanie inercjalne, bez szumu czujników, bez tarcia

Dowody#

MODELLED 1 · VALIDATED 1: wiersze macierzy weryfikacji, które wymieniają ten rodzaj.

• VALIDATED Kontrola orientacji sztywnego korpusu z trzema lub więcej zrównoważonymi kołami reakcyjnymi na kierunku inercjalnym: prawo sprzężenia zwrotnego MRP L_r = -K sigma_BR - P omega_BR (Schaub i Junkins), momenty silników kół o minimalnej normie G_s u = -L_r obcięte do l Testy: aocs_basilisk_oracle.rs.
• MODELLED Multiplikatywny EKF Lefferts-Markley-Shuster: stany błędu orientacji w układzie korpusu i biasu żyroskopu, propagacja z prędkością żyroskopu pomniejszoną o estymatę biasu i dyskretnym szumem procesu Farrenkopfa (błądzenie losowe kąta i prędkości), aktualizacja z czujnika gwiazd

Wiersze, które sam przebieg wykorzystał, wraz z wyrocznią, jaką macierz podaje dla każdego (publiczne źródła są tam wymienione):

• MODELLED Deterministyczne, haszowane na poziomie scenariusza, bramki SBOM i złotych wyników między platformami. Wyrocznia (ExternalDataset): zgodność SBOM z oficjalnym schematem JSON CycloneDX 1,5 (+ prawidłowe identyfikatory SPDX): zewnętrzny opublikowany standard, zero błędów walidacji w całym grafie zależności; część dotycząca determinizmu wskaźników jakości i odtwarzalności bajt w bajt pozostaje przypiętą kontrolą samospójności, więc wiersz pozostaje MODELLED
• VALIDATED Kontrola orientacji sztywnego korpusu z trzema lub więcej zrównoważonymi kołami reakcyjnymi na kierunku inercjalnym: prawo sprzężenia zwrotnego MRP L_r = -K sigma_BR - P omega_BR (Schaub i J. Wyrocznia (ExternalDataset): Basilisk 2.9.1 (AVSLab, ISC; przebieg bsk uruchamiany jako osobne narzędzie, nigdy nie linkowany ani nie włączany do kodu): korpus statku, reactionWheelStateEffector (BalancedWheels, limit momentu włączony), simpleNav, inertial3D, attTrackingError, mrpFeedback (bez członu całkującego) i rwMotorTorque przy dt = 0,1 s z własnym RK4, w porównaniu z implementacją samego Kshana na trzech przypadkach (trzy prostopadłe koła; piramida czterech kół; przypadek z nasyceniem czterech kół),
• MODELLED Multiplikatywny EKF Lefferts-Markley-Shuster: stany błędu orientacji w układzie korpusu i biasu żyroskopu, propagacja z prędkością żyroskopu pomniejszoną o estymatę biasu i dyskretnym szumem procesu Farre. Wyrocznia (InternalConsistency): Spójność wewnętrzna: znormalizowany kwadrat błędu estymacji filtra względem stanu rzeczywistego symulowanego z tych samych modeli czujników po ziarnach Monte Carlo oraz zbieżność estymat orientacji i biasu. CZEGO NIE OBEJMUJE: nie porównano z żadnym zewnętrznym estymatorem ani danymi lotnymi (Basilisk 2.9.1 nie ma modułu MEKF); modele czujników są podręcznikowe, bez niewspółosiowości, współczynnika skali ani efektów pola widzenia czujnika gwiazd.

Ograniczenia#

Co raport samego przebiegu podaje jako niemodelowane lub niesprawdzone względem niezależnego wzorca:

• Pętla stanu rzeczywistego jest VALIDATED względem Basilisk 2.9.1; estymator jest MODELLED. (katalog rodzajów (kshana kinds --json))
• Odtwarzalność i zapewnienie jakości oprogramowania jest MODELLED, nie jest sprawdzona względem niezależnego wzorca: jedno twierdzenie składowe jest sprawdzone zewnętrznie, ale cała możliwość składa się z elementów obliczonych na podstawie modelu, więc pozostaje obliczona na podstawie modelu. (macierz weryfikacji (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Multiplikatywna estymacja orientacji EKF z żyroskopu i czujnika gwiazd jest MODELLED, nie jest sprawdzona względem niezależnego wzorca: sprawdzona względem własnej tożsamości w postaci zamkniętej / analitycznej; wychwytuje błędy przepisania i współczynników, ale nie jest zewnętrzną wyrocznią. (macierz weryfikacji (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Zobacz też#

• Strona rodziny: Analiza misji, łącza i operacje kosmiczne
• Wszystkie rodzaje: KINDS.md
• Strona tematu: AOCS.md