Бровкин А.Г., Бурдыгов Б.Г., Гордийко С.В. Бортовые системы управления космическими аппаратами (2010) (1246599), страница 16
Текст из файла (страница 16)
6.2 Взаимодействие СУД с другими подсистемамиСТРУКТУРА И ТИПОВЫЕ РЕЖИМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТАСистема информационного обеспечения (СИО) обеспечивает СУДинформацией об ориентации КА с помощью гироскопического измерителя вектора угловой скорости (ГИВУС), астродатчика (АД), солнечного датчика положения (СДП) и информацией, необходимой дляуправления СБ и ОНА.
Текущая ориентация КА описывается кватернионом текущей ориентации визирной системы координат КА относительно условной инерциальной системы координат с помощьюматрицы преобразования mort:ХВУВZВХ mort УZВСКУИСКПри работе с АД возможна реализация следующих режимов:– Астрокоррекция параметров ориентации (АКР) одним илидвумя АД по совокупности звездных кадров на заданном интервалевремени (длительность ~15÷30 мин, выполняется в режиме стабилизации КА в ОСК).– Промежуточная астрокоррекция параметров ориентации (АКП)одним или двумя АД по совокупности звездных кадров на заданноминтервале времени (длительность ~15÷30 мин, выполняется в режиместабилизации КА в ОСК).– Астрокоррекция параметров ориентации, а также калибровкадрейфов ГИВУС (АКД) по результатам текущей и предыдущей астрокоррекций (длительность ~15÷30 мин, выполняется в режиме стабилизации КА в орбитальной системе координат (ОСК).– Астрокоррекция против Солнца (АКС) по одному звездномукадру, полученному от АД, визирная ось которого направлена противСолнца, измеренного с помощью СДП (длительность ~15÷20 мин, выполняется в режиме стабилизации КА в ИСК).
Режим используется припостроении орбитальной ориентации на начальном участке полета.– Астрокоррекция из неопределенной ориентации (АКН) – проведение опознавания звезд при отсутствии априорной информации обориентации КА и определение ориентации КА по результатам опознавания одного из звездных кадров, полученных от включенных АД107108БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ(длительность ~52÷104 мин без «форсажа» опознавания, выполняетсяв режиме стабилизации КА в ИСК).– Астроудержание (АУД) – определение ориентации КА относительно некоторого начального положения по данным от включенныхАД (выполняется с шагом ~2÷4 сек без опознавания звезд в каждомкадре в режиме стабилизации КА в ИСК или ОСК, а также на фонемедленных разворотов КА ~ | | < 0,1 град/сек).– Стабилизация с использованием АД (САД) – определение ориентации КА по данным от включенного АД в условиях, когда априорная информация об ориентации КА известна с точностью не хуже1 град (выполняется с шагом ~2÷4 сек в режиме стабилизации КАв ИСК или ОСК, а также на фоне медленных разворотов КА~ | | < 0,1 град/сек).– Астродиагностика ГИВУС (АДГ) – внеплановый сеанс астроопределения параметров ориентации двумя или одним АД по совокупности звездных кадров на заданном интервале времени дляпроверки информационной исправности рабочего базиса ориентацииСИО (длительность ~50 мин, выполняется в режиме стабилизации КАв орбитальной системе координат (ОСК)).На этапе штатного функционирования при выполнении целевойзадачи по полетному заданию (ПЗ) должно быть выполнено не менее4-х сеансов АКП и 2-х АКД в сутки.
Режимы АКП и АКД выполняются на фоне режима инерциальной ориентации (ИНО).Система стабилизации и ориентации обеспечивает стабилизациюКА в ИСК. Система управления движением в течение всего полетавыдает в ССО набор признаков (табл. 6.1), определяющий состояниеССО (рис. 6.3).ОбозначениеНазваниеnrssoРежим работы ССОreg_sad_ssoРежим САДnussosptpo1/6...11Режим управления ССОКоды точности по углам иугловым скоростямТаблица 6.1Примечание0 – измеритель ГИВУС1 – измеритель АДСТРУКТУРА И ТИПОВЫЕ РЕЖИМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТАССОДинамические режимыnrsso012начальныйпрограммныйразворотстабилизация3демпфирование456закруткаРежимы управленияnusso0123Режим САДreg_sad_ssoне определенКУДМДСДС (ВКИ 2)4ДС и ДК (ВКИ 1)отключениеуправлениястабилизацияКУДМРис.
6.3 Структура режимов работы ССОДинамический режим системы стабилизации и ориентации (признак nrsso) характеризуется структурой и параметрами контура ССО.ССО реализует следующие динамические режимы:1. Режим программного разворота (nrsso = 1) – в этом режимеССО отрабатывает программные развороты, задаваемые СУД черезпрограммную скорость и программный кватернион ориентации.2.
Режим стабилизации (nrsso = 2) – в этом режиме ССО осуществляет стабилизацию ориентации в ИСК, задаваемой СУД с помощью кватерниона заданной ориентации. Перевод ССО из режимапрограммного разворота в режим стабилизации производит СУД послеотработки программы разворота и успокоения в конечной ориентации.109110БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ3.
Режим демпфирования (nrsso = 3) – используется ССО придемпфировании угловых скоростей по всем трем осям связанной системы координат (ССК) до значений, обеспечивающих нормативноеначало режима построения солнечной ориентации (ПСО).4. Режим закрутки (nrsso = 4) – в этом режиме ССО обеспечивает заданную СУД угловую скорость КА.5. Режим отключения управления (nrsso = 5) – в этом режимеССО не управляет угловым положением КА и производит выключениеорганов управления (комплекс управляющих двигателей маховиков(КУДМ), двигатель стабилизации (ДС)).
Режим используется на начальном этапе при ожидании готовности ГИВУС и ДС, а также в нештатнойситуации, например режим неориентированного полета.6. Режим стабилизации оборотов КУДМ (nrsso = 6) – используется на начальном этапе парирования НШС «Интегральный отказГИВУС» при полном отсутствии информации об угловом положениии угловой скорости.Признак режима САД reg_sad_sso формируется СУД в соответствии с циклограммой режима САД после успешного проведения режима астроопределения без априорной информации. При получениипризнака режима САД система стабилизации и ориентации переходитна использование соответствующих алгоритмов управления.Используются следующие режимы управления системой стабилизации и ориентации (признак nusso):1.
Стабилизация и развороты с использованием КУДМ (nusso = 1).2. Стабилизация и развороты с использованием ДС (nusso = 2).3. Стабилизация с использованием ДС в режиме выдачи координирующего импульса (ВКИ) 2 (nusso = 3). В этом режиме стабилизация по оси OX1 осуществляется отключением одного из ДС,используемых при ВКИ, по осям OY1 и OZ1 – включением необходимых ДС.4. Стабилизация с использованием ДС и ДК в режиме ВКИ1(nusso = 4). В этом режиме по осям OY1 и OZ1 стабилизация осуществляется отключением одного из ДК, по оси OX1 – включением необходимых ДС).СТРУКТУРА И ТИПОВЫЕ РЕЖИМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТАНаимено- ОбознаРазрядываниечениеКодточностипо углуКод0 (000)1 (001)nusso1 (КУДМ)2 (ДС)3 (ВКИ2)4 (ВКИ1)ГрубыйЗначения!= =# =3 градПромежу!= =# =1 градточныйРежимsptpo1 2 (010) ВКИ2 (ДС) != =# =8 сек/6..8Режим!= =# =ВКИ13 (011)= 0,5 градktu4 (100)Кодточностипо угловойскоростиРежимТаблица 6.20 (000)sptpo1 1 (001)/9..11ktw(ДС + ДК)Прецизион- != =# ный ± 2,5 угл.секГрубый x1= y1= z1=0,02 градсекПромежу- x1= y1=точный 0,01 градсекПрецизион2 (010)ныйnrssoktu241 – конечный разворот0 – частный разворот1не контролируетсяне контролируется23112322z1=.
10-4 градсек;. -4y12 10 градсек;2 . 10-4 градсекx15z1Таблица 6.3ktw2 – конечный разворот0 – частный разворот2не контролируетсяне контролируетсяне контролируетсяне контролируетсяне контролируетсяне контролируется111112БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИПрограммная точность выполнения соответствующих конкретнойтиповой полетной операции – ТПО (за исключением операции «демпфирование угловых скоростей») ориентации (!СПУi) и угловойскорости ( СПУi) определяется признаками, формируемыми СУД(см.
табл. 6.2).Коды точности, соответствующие конкретной комбинации признаков управления ССО, приведены в табл. 6.3.Разгрузка КУДМ задается СУД по запросу ССО при наличии разрешения в текущем режиме. Например, при выполнении ПЗ признакразрешения разгрузки содержится в составе параметров ПЗ.
Запросна разгрузку формируется по достижении порогового значения угловой скорости двигателя-маховика (ДМ). Разгрузка КУДМ производится ССО в режиме стабилизации с помощью ДС (nrsso=2, nusso=2),при этом на ДМ подается управляющий сигнал, уменьшающий их угловую скорость.После успешного завершения разгрузки ССО снимает запрос наразгрузку. Далее СУД возвращает ССО в режим стабилизации с помощью КУДМ. Разгрузка может быть прервана СУД в любой моментпутем обнуления признака запроса на разгрузку и переводом ССО врежим стабилизации на КУДМ (nusso=1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
