aocs (різновид сценарію)

Різновид сценарію рушія v0.40.0, родина Аналіз місій, лінії та космічні операції. Лише консультативно: результат аналізу від дослідницького та інженерного інструмента; це не навігаційне обладнання із затвердженням типу і не послуга забезпечення безпеки життя. Кожна позначка тут — рушія або матриці верифікації; різновид є MODELLED, якщо матриця не каже іншого (як заслужити позначку: розділ README про докази).

Що він робить#

Керування орієнтацією космічного апарата: інерційне наведення розвороту твердого корпусу з трьома або більше збалансованими маховиками зі зворотним зв'язком MRP (L = -K sigma - P omega), моменти маховиків мінімальної норми, обмежені межею кожного двигуна, RK4 з утриманням нульового порядку; за бажанням замкнене на мультиплікативний EKF за симульованим гіроскопом (випадкове блукання кута й швидкості) і зоряним датчиком. Повідомляє час заспокоєння, кінцеву та пікову похибку наведення, пікову швидкість і момент маховика, частку насичення, дрейф кутового моменту і, з оцінювачем, його похибку орієнтації та NEES. Контур істинного стану — VALIDATED щодо Basilisk 2.9.1; оцінювач — MODELLED.

Один прогін scenarios/aocs-slew.toml підсумовується так: aocs: 4 маховики, розворот 600 с від 82,06 deg -> заспокоюється нижче 0,1 deg на 481,0 с | кінцева 2.37e-2 deg | пік маховика 1797 rpm | контур істинного стану

Входи#

Зі схеми (kshana kinds --json):

• Обов'язкові поля: hub_inertia_kg_m2, k_nm, p_nms, wheels, sigma0
• Необов'язкові поля: duration_s, dt_s, sample_s, omega0_rad_s, pointing_threshold_deg, estimator

Приклад scenarios/aocs-slew.toml задає, серед іншого:

Запуск#

kshana scenarios/aocs-slew.toml

Цей різновид використовують 2 вбудовані сценарії; решта — у scenarios/.

Що це дає#

Скалярні результати цього прогону з одиницями, які вказує рушій:

Позначка результату (рушія): VALIDATED закон керування та динаміка маховиків (щодо Basilisk 2.9.1 на контурі істинного стану); входи цього прогону — власні входи сценарію: керування орієнтацією маховиками зі зворотним зв'язком MRP, інерційне наведення, без шуму датчиків, без тертя

Докази#

MODELLED 1 · VALIDATED 1: рядки матриці верифікації, що називають цей різновид.

• VALIDATED Керування орієнтацією інерційного наведення твердого корпусу з трьома або більше збалансованими маховиками: закон зворотного зв'язку MRP L_r = -K sigma_BR - P omega_BR (Schaub і Junkins), моменти двигунів маховиків мінімальної норми G_s u = -L_r, обмежені межею кожного маховика Тести: aocs_basilisk_oracle.rs.
• MODELLED Мультиплікативний EKF Лефертса–Маркли–Шустера: стани похибки орієнтації в системі корпусу та зміщення гіроскопа, поширення зі швидкістю гіроскопа за вирахуванням оцінки зміщення та дискретним процесним шумом Фаренкопфа (випадкове блукання кута й швидкості), оновлення за зоряним датчиком

Рядки, які задіяв сам прогін, з оракулом, що його дає матриця кожному (публічні джерела названі там):

• MODELLED Детерміновані, хешовані за сценарієм, SBOM + міжплатформні еталонні шлюзи. Оракул (ExternalDataset): відповідність SBOM офіційній схемі JSON CycloneDX 1,5 (+ дійсні ідентифікатори SPDX) — зовнішній опублікований стандарт, нуль помилок валідації на всьому графі залежностей; частина щодо детермінованості FoM / побайтової відтворюваності залишається закріпленою перевіркою самоузгодженості, тому рядок залишається MODELLED
• VALIDATED Керування орієнтацією інерційного наведення твердого корпусу з трьома або більше збалансованими маховиками: закон зворотного зв'язку MRP L_r = -K sigma_BR - P omega_BR (Schaub і J. Оракул (ExternalDataset): Basilisk 2.9.1 (AVSLab, ISC; запуск маховика bsk як окремого інструмента, ніколи не зв'язаного й не вбудованого): spacecraft hub, reactionWheelStateEffector (BalancedWheels, обмеження моменту ввімкнено), simpleNav, inertial3D, attTrackingError, mrpFeedback (без інтегрального члена) і rwMotorTorque при dt = 0,1 с з його RK4, проти власної реалізації Kshana на трьох випадках (три ортогональні маховики; чотириколісна піраміда; чотириколісний випадок із насиченням),
• MODELLED Мультиплікативний EKF Лефертса–Маркли–Шустера: стани похибки орієнтації в системі корпусу та зміщення гіроскопа, поширення зі швидкістю гіроскопа за вирахуванням оцінки зміщення та Farre. Оракул (InternalConsistency): внутрішня узгодженість: нормований квадрат похибки оцінки фільтра проти істини, симульованої з тих самих моделей датчиків на зернах Монте-Карло, і збіжність оцінок орієнтації та зміщення. ЧОГО НЕМАЄ: жодного зовнішнього оцінювача чи льотних даних не порівнювали (у Basilisk 2.9.1 немає модуля MEKF); моделі датчиків є підручниковими, без неспіввісності, масштабного коефіцієнта чи ефектів поля зору зоряного датчика.

Обмеження#

Що, за власним звітом прогону, не обчислено за моделлю або не перевірено за зовнішнім еталоном:

• Контур істинного стану — VALIDATED щодо Basilisk 2.9.1; оцінювач — MODELLED. (каталог різновидів (kshana kinds --json))
• Відтворюваність і гарантування якості програмного забезпечення — MODELLED, а не перевірено за зовнішнім еталоном: підтвердження частини вимоги перевірено зовні, але вся можливість складається з обчислених за моделлю частин, тому можливість залишається обчисленою за моделлю. (матриця верифікації (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Оцінювання орієнтації мультиплікативним EKF за гіроскопом і зоряним датчиком — MODELLED, а не перевірено за зовнішнім еталоном: звірено з власною замкненою / аналітичною тотожністю — ловить помилки транскрипції та коефіцієнтів, але не є зовнішнім оракулом. (матриця верифікації (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Див. також#

• Сторінка родини: Аналіз місій, лінії та космічні операції
• Усі різновиди: KINDS.md
• Сторінка теми: AOCS.md