Е.С. Лобусов, А.В. Фомичев, Е.К. Ли Исследование режимов функционирования СУ (1245729), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Можно предполагать, что если входноевоздействие на РУ u ( t ) меняется незначительно (за время колебания), аобъект, с которым связан РУ, обладает хорошими фильтрующимисвойствами, то функционирование РУ в контуре системы будет малоотличаться от рассмотренного.Графический интерфейсВнешний вид окна графического интерфейса СПО моделированиярежимов ориентации и стабилизации КА приведен на рисунке 10. На формеСПО выделены панель «Режим», основная панель характеристик системы ипараметров моделирования, панель «Результаты моделирования».При нажатии на кнопку «Открыть модель» открывается окно Simulinkмодели выбранного режима. Внешний вид окна Simulink-модели режимаИСКТ приведен на рисунке 11.1920Рисунок 10 – Внешний вид окна графического интерфейса СПО21Рисунок 11 – Внешний вид окна Sinulink-модели режима ИСКТДля математического моделирования выбранного режима (панель«Режим») следует, предварительно ознакомившись со структурой модели,определитьхарактеристикиобъектаисследования,информационно-измерительной системы (ИИС), системы исполнительных органов (СИО), атакже параметры закона управления и параметры моделирования (вкладки«Объект», «ИИС», «Закон управления», «СИО»).При нажатии на кнопку «Моделирование» происходит запуск Simulinkмодели выбранного режима.По окончании математического моделирования можно ознакомиться срезультатами (панель «Результаты моделирования»), а также сохранитьданные результатов для их последующего анализа и обработки при нажатиина кнопку «Сохранить результаты».

Внешний вид панели «Результатымоделирования» приведен на рисунке 12.Рисунок 12 – Внешний вид панели «Результаты моделирования»22Задачи и порядок выполнения работыВ рамках задачи управления угловым движением КА в режиме ИСКТнеобходимо построить устойчивое управление, задающее КА движение(угловую скорость  ) так, чтобы кватернион перехода от опорного базиса Т(неподвижного в инерциальном пространстве) к базису S (связанному сосями навигационной системы КА) стремился к единичному:  ( t )  1 .Порядок выполнения работы1.

Ознакомьтесь со структурой математической модели режима ИСКТ:– Проанализируйте блок-схему математической модели динамикиобъекта управления.– Проанализируйте блок-схему математической модели датчиковугловой скорости (ДУС).– Проанализируйте блок-схему математической модели формированиязакона управления.– Проанализируйте блок-схему математической модели двигательнойустановки (ДУ), схему создания управляющих моментов с переменнойширотно-импульсной модуляцией (ШИМ).2. Определите характеристики объекта и параметры моделированиярежима ИСКТ на форме СПО в соответствии с таблицей 1.3. Определите характеристики ИИС и СИО объекта на форме СПО всоответствии с таблицей 2.4. Выполните предварительный выбор параметров закона управленияи определите их на форме СПО.5. Выполните математическое моделирование режима ИСКТ.6.Исследуйтединамику процессазначениях параметров закона управления.23ориентации при различныхТаблица 1 – Характеристики объекта и параметры моделирования№вар-та12345678910Осевые моменты инерцииКА, кг.м2Jx1001001201201501000010000200003000040000Jy801201251502001500025000600004000045000Jz8080501502002000030000700004500050000Положение ССК отн.ИСК через простр.поворотУгол, °Ось5[100]10[010]15[001]20[ 1 1 0 ]/√225[ 1 0 1 ]/√230[ 0 1 1 ]/√235[ 1 1 1 ]/√340[ 2 1 1 ]/√645[ 1 2 1 ]/√650[ 1 1 2 ]/√6Примечание: Начальные условия поопределите произвольно в пределах до 0.5 °/с.Положение опорнойСК отн.

ИСК черезпростр. поворотУгол, °Ось100[ 1 1 0 ]/√295[ 1 0 1 ]/√290[ 0 1 1 ]/√285[ 1 1 1 ]/√380[ 2 1 1 ]/√675[ 1 2 1 ]/√670[ 1 1 2 ]/√665[100]60[010]55[001]скоростиповоротаССКТаблица 2 – Характеристики ИИС и СИО объекта управленияХарактеристики ДУС№варта12345678910Диапазон Дискретизаизмерения, ция сигнала,°/с°/с±10±10±10±10±10±10±10±10±10±101.16e-61.16e-61.16e-61.16e-61.16e-61.16e-61.16e-61.16e-61.16e-61.16e-6Тактопроса, с0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.1Характеристики ДМТПостояннаяВеличинаПлечивременитягитягинарастания/спадаДМТ, НДМТ, мтяги, с0.50.10.30.50.10.30.50.10.30.50.10.30.50.10.3500.11.6500.11.6500.11.6500.11.6500.11.6Примечание: Параметры РУ выбрать следующим образом: постояннаявремени обратной связи, охватывающей РУ – 0.5 с; порог срабатывания – 0.1,порог отключения – 0.095.247.

Определите значения параметров закона управления, при которыхвремя построения ориентации минимально, а перерегулирование попараметрам ориентации не превышает 10%.Общий вид графика изменения скорости вращения ССК приведен нарисунке 13, графика изменения параметров ориентации ССК относительноопорной СК – на рисунке 14.Рисунок 13 – Угловая скорость ССКРисунок 14 – Параметры ориентации ССК относительно опорной СК258. Исследуйте динамику процесса ориентации при найденных в п.7параметрах закона управления при увеличении (уменьшении) осевыхмоментов инерции КА на 15%.9. Рассчитайте минимальную длительность и максимальную частотуследования импульсов включения ДМТ в соответствии с заданнымипараметрами РУ. Постройте графики признаков включения ДМТ.

Сравнитерезультаты расчетов и эксперимента.10.РассчитайтепостояннуювремениобратнойсвязиРУ,обеспечивающую при заданных порогах срабатывания и отключениямаксимальную частоту следования импульсов включения ДМТ – 2 Гц.Рассчитайтесоответствующую минимальную длительность импульсоввключения ДМТ.Общий вид зависимости максимальной частоты следования импульсови минимальной длительности импульса от параметров РУ приведен нарисунке 15.Рисунок 15 – Зависимость минимальной длительности и частотыследования импульсов от параметров РУ2611.

Исследуйте динамику процесса ориентации при рассчитанных вп.11 параметрах РУ. Как изменились графики управляющих сил и моментов?Как изменилась точность ориентации?Проанализируйте полученные результаты.Форма отчета по лабораторной работеОтчет по лабораторной работе должен содержать: Цель работы; Краткие теоретические сведения; Краткое описание исследуемой системы; Результаты исследований (графики, экспериментально полученныепараметры, расчеты); Анализ результатов; Выводы по работе.Вопросы для самоконтроля1. В чем состоит задача управления угловым движением КА в режимеИСКТ? Относительно какого базиса выполняется ориентация КА?2. Дайте краткую характеристику кинематическому закону управленияв режиме ИСКТ.3.

В чем состоит преимущество схемы создания управляющихмоментовспеременнойШИМпередсхемойрелейногосозданияуправляющих моментов?4. Как влияет увеличение (уменьшение) постоянной времени обратнойсвязи, охватывающей РУ, на минимальную длительность импульсоввключения ДМТ и на частоту следования импульсов?27ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ РЕЖИМА ПОСТРОЕНИЯОРБИТАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИКраткая характеристика режимаВ режиме построения орбитальной ориентации (ОСК-Р) ориентациявыполняется относительно вращающейся с известной угловой скоростью *Срасчетной ОСК (базис C ).

Термин «расчетная» означает, что послеоднократной привязки базиса C к действительному положению базиса O ,они совпадают в любой другой момент времени. На рисунке 16 приведеныиспользуемые базисы и функциональная схема режима ОСК-Р, причём блокрасчетного движения базиса C заштрихован.Рисунок 16 – Режим ОСК-РОсновные кинематические соотношения имеют вид:C N  SC  S N SC  C N1  S N ,П C  S П  SC*  C 2CNNС, SП  П C1  SC ,~2  S N  S N   ,где C N – положение базиса C , задаваемого блоком ОСК-Р, П C – положениебазиса П – фиксированного программного поворота, отсчитываемого отбазиса C .28Найдем уравнения движения базиса S относительно базиса C без учетавлияния динамического контура.Чтобы получить уравнения относительно изменения ошибки SC , :сделаем следующие подстановки вместо S N и CN  S  C  S  SCNCNCN S S C  C N1  S N  C N1  CNC~~  2  S C  CN1  SN    CN1  CN  *С  SC  SC    *С  SC ~~~ SC  k  SC  *S  *C  SC  SC  k  SC  *S  SC1  *C  SC ,~ ~где   k  *S – уравнение замыкания и проекции вектора скорости *S вбазисе S равны проекциям вектора скорости *C в базисе C . TТак, например, угловая скорость ОСК в базисе C – *C 0, 0,  . TТогда вектор скорости в базисе S – *S 0, 0,  (как видно, в общем случае,C  S , т.е.

Характеристики

Список файлов книги