5. Методы наведения и системы управления снижением КА в атмосфере планеты (Лекции), страница 6

Принято считать, что данного значения скорости СА достигает на высоте Н = 80 км. Продольная перегрузка (nx)в этот момент равна 0.2 ед.На этом участке осуществляется: режим стабилизации СА относительно осей ОХ и OY в плоскостяхкрена и рыскания; режим демпфирования угловой скорости в канале тангажа; режим выставки СА в плоскости тангажа к моменту входа в атмосферу.В режиме стабилизации контур управления образован следующимиприборами: свободный гироскоп СГ (датчик углов , ); блок датчиков угловых скоростей БДУС П (датчики  x, y, z); блок автоматики спуска БАСП; блок управления спуска БУСП-М; система исполнительных органов СИО-С.В режиме демпфирования угловых скоростей задействованы приборы: БДУС-П (датчик  x, y, z); БАСП; БУСП-М; СИО-С.В режиме выставки СА в канале тангажа задействованы те же приборы,что и в режиме демпфирования угловых скоростей.Атмосферный участок спуска.

Атмосферный участок полета начинается с момента достижения СА величины кажущейся скорости Vs = 25,6 м/с и заканчивается моментом отстрела лобовой теплозащиты (Н=5,5 км).На атмосферном участке контур управления обеспечивает: разворот объекта на опорный угол крена 0 =  600 и его стабилизацию; вычисление, отработку и поддержание программного угла крена протносительно опорного с целью управления траекторией спуска.Знак опорного угла крена задается по КРЛ специальной установкой, в зависимости от расположения полигона относительно трассы полета.Контур управления на атмосферном участке построен аналогично контуру управления, обеспечивающему полет на внеатмосферном участке.

Для фор-мирования сигнала программного угла и меток кажущейся скорости в контурвключен блок струнных акселерометров (БСА) и спецвычислитель КС-020.Величина программного угла крена формируется прибором КС-020 в виде пятиразрядного двоичного кода, либо прибором БУСП-М по сигналам РУСв режиме ручного управления спуском.Скорость отработки программного угла крена пр составляет 1315 0/с наатмосферном участке полета при достижении nx = 4,2 ед во всех режимах, кроме режима БСР, в канал крена подключается дополнительный комплект двигателей К 1,2 Д.На атмосферном участке полета, как и на внеатмосферном участке возможен переход системы в режим БС. В этом случае контур управления осуществляет демпфирование угловых скоростей по всем каналам, а с моментавхода в атмосферу (команда «Погружение») начинается закрутка СА с бс = 130/c по каналу крена.В режиме БС команд «Погружение» и «Перегрузка» (nx  4,2 ед) формируется от БСА и КС-020.Если режим БС организует экипаж, то по команде «БС» с РУС закруткаорганизуется сразу, а к основному комплекту двигателей крена подключаетсядополнительный.При нарушении функционирования основного контура системы у операторов имеется возможность перейти в режим БСР.

Этот переход возможен иавтоматически.9.4. Принципы управления дальностью спускаУправление дальностью спуска на атмосферном участке реализуется спомощью разворотов СА относительно оси ОХv (крена) скоростной системыкоординат.Величина углов разворотов вычисляется в КС-020 на основе последовательно прогнозируемых отклонений конечной дальности спуска. При этом используется косвенная информация об отклонениях компонент вектора текущего состояния ( X  ) объекта от некоторого априорно заданного ( X ) на основесигналов акселерометра, текущего бортового времени и номинальной попадающей траектории.Вектор текущего состояния объекта X  сравнивается с программнымзначением вектора X , а управление организуется на основе результатов сравнения, т.е.L  f X  X *  ,гдеtX  X  d t / dVS ,*  t / dVS t  t ф VS   t пр VS  - разность между фактическим и программным временемспуска;L - дальность спуска.Основными компонентами, определяющими вектор состояния, являетсявеличины t ф VS  , t пр VS  , а также величина кажущейся скорости Vs, получаемаяпутем интегрирования ускорения, измеряемого блоком БСА.Зависимость t пр VS  задается на базе опорной зависимости t оп VS  .

Эта опорная траектория носит название попадающей, т.е. такой траектории, которая с учетом параметров атмосферы, аэродинамики объекта и т.п., приведет объект в необходимую точку на поверхности Земли при поддержании постоянного угла крена.Этот угол называется опорным и равен 600.Для различных условий входа в плотные слои атмосферы существуетбольшое количество таких траекторий, но, исходя из соображений экономиипамяти спецвычислителя, а также учитывая трудность задания плавных кривых, использовать это семейство полностью не имеет смысла. Поэтому, аппроксимировав опорную зависимость, получим усредненную кривую, задаваемую двумя линейными зависимостями, имеющими вид:k1VS , VS  VSопt VS   t0  k1VS  k 2 (VS  VS ) , VS  VS11t011tk1t оп VS VS1k2VSГрафик ее имеет вид (рис.

5):Рис. 5где: t0 – начальная ордината кривой;k 1,2 – коэффициенты наклона;VS  рубеж переворота, используемого для компенсации бокового прома1ха.На базе этой опорной зависимости с помощью «поправок» t0, k формируется tпр(Vs) для конкретных условий спуска. Эти поправки называютсяуставками.t0VS опt VS tVS1опk1+ kk1t пр VS t0k2k2VSРис. 6Задавая уставки на начальную ординату (уставка t0) и на наклон начального участка кривой (уставка k), получим кривую tпр(Vs) (рис. 6).Уравнение tпр(Vs) имеет вид:t0  k1  k VS ,t пр VS   t оп VS   t0  k1  k VS1  k 2 VS  VS 1 , VS  VS 1Диапазон задания уставки t0 =  75c, дискретность задания - 5 с.

Диапазон задания уставки k =  3,75, дискретность - 0,25 с.Кривая, описываемая уравнением 2, служит для организации режимаАУС. На экране ВКУ телевизионной системы "Клест" она не высвечивается, авысвечивается кривая tпрN(Vs) режима РУС, которая достаточно точно совпадает с кривой АУС. Рассчитывается кривая РУС на Земле и закладывается в память системы "Клест".Всего таких кривых шесть и нужная выбирается уставкой N (номер кривой РУС), задаваемой с ПК.Для организации режима АУС в КС-020 вводится одна из 15 уставок«t0» и одна из 15 уставок «k».Для режима РУС, который является горячим резервом АУС, в "Клест"вводится одна из шести уставок N и одна из 15 уставок К. Уставка "К" - это номер коэффициента преобразования масштаба времени.

Он используется дляпреобразования реального времени полета СА, т.е. зависимости t ф VS  , в приборное. С учетом этого коэффициента зависимость t ф VS  будет иметь вид:~t ф VS   t ф VS 10,8kИсходя из возможностей задания кривых АУС и РУС можно сделать вывод, что зависимость t Nпр VS  не будет абсолютно совпадать с t пр VS  , поэтому ииндекс текущего положения t ф VS  не будет отслеживать кривую РУС (см.

рис.7).t Nпр VS t пр VS Рис. 7.