aocs (tipo de cenário)

Tipo de cenário do motor v0.40.0, família Análise de missão, ligações e operações espaciais. Consultivo: resultados de análise de uma ferramenta de investigação e engenharia, não um equipamento de navegação homologado nem um serviço de segurança de vidas. Cada etiqueta aqui é do motor ou da matriz de verificação; um tipo é MODELLED, salvo indicação em contrário da matriz (como se obtém uma etiqueta: a secção Evidence do README).

O que faz#

Controlo de atitude de veículos espaciais: uma reorientação com apontamento inercial de um corpo rígido com três ou mais rodas de reação equilibradas sob realimentação MRP (L = -K sigma - P omega), binários de roda de norma mínima limitados ao limite de cada motor, RK4 com retenção de ordem zero; opcionalmente fechada sobre um EKF multiplicativo a partir de um giroscópio simulado (passeio aleatório de ângulo e de taxa) e de um seguidor de estrelas. Comunica o tempo de estabilização, o erro de apontamento final e máximo, a velocidade e o binário máximos das rodas, a fração saturada, a deriva do momento angular e, com o estimador, o seu erro de atitude e o NEES. O ciclo de estado verdadeiro é VALIDATED face ao Basilisk 2.9.1; o estimador é MODELLED.

Uma execução de scenarios/aocs-slew.toml resume-se assim: 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

Entradas#

A partir do esquema (kshana kinds --json):

• Campos obrigatórios: hub_inertia_kg_m2, k_nm, p_nms, wheels, sigma0
• Campos opcionais: duration_s, dt_s, sample_s, omega0_rad_s, pointing_threshold_deg, estimator

O exemplo scenarios/aocs-slew.toml define, entre outros:

Execute-o#

kshana scenarios/aocs-slew.toml

2 cenários incluídos usam este tipo; os restantes estão em scenarios/.

O que dá#

Os resultados escalares dessa execução, com as unidades que o motor indica:

Etiqueta do resultado (a do motor): lei de controlo e dinâmica das rodas VALIDATED (face ao Basilisk 2.9.1 no ciclo de estado verdadeiro); as entradas desta execução são as do próprio cenário — controlo de atitude por rodas de reação sob realimentação MRP, apontamento inercial, sem ruído de sensores, sem atrito

Evidências#

MODELLED 1 · VALIDATED 1: as linhas da matriz de verificação que nomeiam este tipo.

• VALIDATED Controlo de atitude com apontamento inercial de um corpo rígido com três ou mais rodas de reação equilibradas: a lei de realimentação MRP L_r = -K sigma_BR - P omega_BR (Schaub e Junkins), binários dos motores das rodas de norma mínima G_s u = -L_r limitados ao l Testes: aocs_basilisk_oracle.rs.
• MODELLED O EKF multiplicativo de Lefferts-Markley-Shuster: estados de erro de atitude no referencial do corpo e de viés do giroscópio, propagação com a taxa do giroscópio menos a estimativa do viés e o ruído de processo discreto de Farrenkopf (passeio aleatório de ângulo e de taxa), atualização do seguidor de estrelas

As linhas que a própria execução exercitou, com a referência independente que a matriz dá a cada uma (as fontes públicas estão aí nomeadas):

• MODELLED Determinista, com hash do cenário, SBOM + portões de referência multiplataforma. Referência independente (ExternalDataset): aderência à norma do SBOM ao esquema JSON oficial CycloneDX 1,5 (+ identificadores SPDX válidos) — uma norma externa publicada, zero erros de validação em todo o grafo de dependências; a parte de determinismo das FoM / reprodutibilidade byte a byte permanece uma verificação de autoconsistência fixada, pelo que a linha permanece MODELLED
• VALIDATED Controlo de atitude com apontamento inercial de um corpo rígido com três ou mais rodas de reação equilibradas: a lei de realimentação MRP L_r = -K sigma_BR - P omega_BR (Schaub e J. Referência independente (ExternalDataset): Basilisk 2.9.1 (AVSLab, ISC; a execução de rodas do bsk como ferramenta separada, nunca ligada nem incluída no repositório): spacecraft hub, reactionWheelStateEffector (BalancedWheels, limite de binário ativo), simpleNav, inertial3D, attTrackingError, mrpFeedback (sem termo integral) e rwMotorTorque com dt = 0,1 s com o seu RK4, face à implementação do próprio Kshana em três casos (três rodas ortogonais; uma pirâmide de quatro rodas; um caso de quatro rodas com saturação),
• MODELLED O EKF multiplicativo de Lefferts-Markley-Shuster: estados de erro de atitude no referencial do corpo e de viés do giroscópio, propagação com a taxa do giroscópio menos a estimativa do viés e Farre. Referência independente (InternalConsistency): Consistência interna: o erro de estimação normalizado quadrático do filtro face a uma referência simulada com os mesmos modelos de sensores ao longo de sementes de Monte Carlo, e a convergência das estimativas de atitude e de viés. O QUE NÃO É: nenhum estimador externo nem dados de voo foram comparados (o Basilisk 2.9.1 não tem módulo MEKF); os modelos de sensores são os de manual, sem desalinhamento, fator de escala nem efeitos do campo de visão do seguidor de estrelas.

Limitações#

O que o próprio relatório da execução diz que não está modelado ou não está validado:

• O ciclo de estado verdadeiro é VALIDATED face ao Basilisk 2.9.1; o estimador é MODELLED. (catálogo de tipos (kshana kinds --json))
• A reprodutibilidade e a garantia de software são MODELLED, não validadas: uma subafirmação é verificada externamente, mas a capacidade no seu conjunto compõe partes modeladas, pelo que a capacidade permanece modelada. (matriz de verificação (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• A estimação de atitude por EKF multiplicativo a partir de um giroscópio e de um seguidor de estrelas é MODELLED, não validada: verificada face à sua própria identidade analítica / de forma fechada — apanha erros de transcrição e de coeficientes, mas não é uma referência independente externa. (matriz de verificação (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Ver também#

• Página da família: Análise de missão, ligações e operações espaciais
• Todos os tipos: KINDS.md
• Página do tema: AOCS.md