Алексеев К.Б., Бебенин Г.Г., Ярошевский В.А. Маневрирование космических аппаратов (1970) (1246622), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Тем самым компенсируются возможные ошибки в величине тормозной тяги, а также в высоте и скорости ! ' > в начальный момент торможе- й пия. После выключ<'.ния тора!Озного двигателя и отделения его от аппарата тяга верньерных двигателей устанавливается равной 1>ис. 4.
26. Зскка спускаемого величине, соответствующей ускорению силы тяжести на Луне. В результате аппарат снижается с постоянной скоростшо, причем такое снижение происходит до выхода сго на номинальную траек!орию. В !.ачестве номинальной пришииастся траектория постоянного торможения, подробно рассмотренная в 3 4.
3. Конечной точке траектории соответствуют значения Н =33,5 м и (<к=3,05 м><век, а ускорение вдоль всей траектории (а †<) =2,7йуя. На рис. 4.27 эта траектория представлена на фазовой плоскости с координатами Н и у (вертикальная скорость снижения), Точка А соответствует моменту включения основного двигателя, а участок А — снижению с постоянной скоростью. Как только данные измерения совпадают с даннымп высоты и скорости номинальной траектории (точка В), включается канал продольного управления, обеспечивающий последующее движение аппарата по этой траектории. Затем включается канал бокового управления, ликвидирующий гори- " Правда, № 37 (17364) от 6.02.!366 г.
233 7аю 7ЛО ЖО где а, — заданное ускоре- 77ЧС у и Н вЂ” текущие значения Я7,7 777,0 бй5 7а)77 Ггйу у м(пк скорости и высоты снижения, соответственно; !)«и Н« — конечные значсния скорости и высоты, равные 3,05 м! сек и 30,5 м. Согласно данному закону управления при отклонении фактической траектории от номинальной тяга изменяется так, чтобы получить новую траекторию постоянного торможения, содержащую точку с координатами у„и Н„.
Можно принять закон управления в виде соотношения а,=а+й,(у — у,), (4.48) где а — номинальное ускорение; А, — передаточный коэффициент, который функцией высоты или времени; может быть у,.== )l 2 (а — дл)(Н вЂ” Н„) — , 'у, (4. 49) 234 зонтальную составляющую скорости полета и уменьшающий угол между осью аппарата и местной вертикалью.
Это важно для нормальной работы допплеровского локатора (1! 1) и 1125). При достижении аппаратом скорости около 3,05 м/сек, которой соответствует номинальная высота 30,5 м, канал бокового управления отключается. Тяга верньерных двигателей опять устанавливается на уровне, соответствующем ускорению д„, и снижение аппарата происходит с постоянной скоростью. С этого момента основная задача системы управления сводится к вычислению момента выклюгггеа чения верньерных двигателей при достижении высоты Н«,= аа =9,15 м. Возможны следующие законы управления ускорением в вертикальной плоскости.
ахю При непрерывном управлении ускорением вдоль траектории принимается закон, описываемый выражением 67С«7 чз — О,',. а«е« ૠ—..= — ' " — '- й е. (4. 47) 2 Н вЂ” Н« — заданная скорость снижения, соответствующая определенной высоте па номинальной фазовой траектории. Прп этом законе управления происходит устранение отклонений фактической траектории от номинальной.
В случае отсутствия возмущений оба рассмотренных закона идентичны, но при наличии возмущений несложно установить их различие. Более предпочтительным является второй закон управления, поскольку он обеспечивает большее соответствие между фактической и ноъ1инальной траекториями и дает меньшие колебания величины ускорения, особенно на заключительной фазе управления.
Учитывая, что на большей части участка работы верньерных двигателей положение аппарата почти вертикально, выражения (4.48) и (4.49) можно преобразовать введением вместо Н наклонной дальности о, а вместо у — скорости ьгя вдоль мгновенной оси тяги. Необходимость в таком преобразовании вызвана непосредственным использованием результатов измерений без сложных матричных преобразований. Итак, принятый закон управления перепишем в виде а,=а+й,(1'„— )',), где 1',= ~/ 2(а — д, )(о — Н„) +1/як Канал бокового или горизонтального управления ограничи.
вает горизонтальную составляющую скорости снижения аппарата. Максимальная величина За горизонтальной скорости в момент поилунения не должна превышать 3,05 м/сек [! 07). Таблица 4д Если проанализировать источники возникновения горизонтальной скорости (см.
табл. 4. 1), то становится понятным необходимость бокового управления. Основные требования к каналу бокового управления можно сформулировать следующим образом: 1) устранение начальной ошибки в горизонтальной скорости, не меньшей, чем Макси- мальная ошибка 3 я м,'еек Источник ошибки 12,8 Ошибка систеяы слоя!ения 25,3 12,5 Ошибка ориентации Разброс полного импульса основного двига- теля 31,! Суммарная ошибка 235 30,5 лт!сек! 2) обеспечение нормальной работы измерительных устройств (максимальный угол у „между тягой и вертикалью должен быть мал); 3) ограничение угловых ускорений и скоростей по величине до пренебрежимо малых значений; 4) ориентация аппарата перед посадкой с малым углом тапгажа; 5) ограничение горизонтальной составляющей скорости в момент соприкосновения с поверхностью (не более 3,05 н(сек) Здесь также возможны различные законы управления.
При линейном законе управления углу между осью тяги аппарата и местной вертикалью в плоскости траектории придается определенное значение. Затем этот угол уменьшается с постоянной скоростью до пуля, вследствие чего боковая составляющая скорости также стремится к нулю. В скоростном законе угол между вектором скорости аппарата и направлением тяги а используется для выработки команд управления по тангажу и рысканин; с тем, чтобы этот угол свести постепенно к нулю.
Линейный закон обеспечивает малость угла у „, однако необходимость управления аппаратом в инерциальной системе координат усложняет измерительную и вычислительную аппаратуру. Скоростной закон не требует знания направления мест. цой вертикали и положения аппарата. Одновременное управление по продольному и боковому каналам автоматически обеспечивает совмещение оси тяги с местной вертикалью. Достоинство скоростного закона управления состоит еще и в том, что все возмущения в параметрах траектории, текущие ошибки и ошибки начальных условий, которые могли бы остаться в пнерциальной системе отсчета незамеченными, устраняются независимо от их происхождения. Единственным его недостатком является несколько большая величина угла уы,, Однако при соответствующем выборе передаточной функции системы управления скоростной закон управления в состоянии удовлегворить всем перечисленным выше требованиям.
Блок-схема контура управления на конечном участке снижения с указанием используемой информации и управляющих команд изображена на рис. 4. 28. Обработка полученной информации определяет следующие параметры; о — расстояние до лунной поверхности вдоль оси тяги; У„, У„ Р, — проекции скорости аппарата на оси крепа, рыскания и тангажа, соответственно; а — ускорение, создаваемое тягой двигателси. Вычислительное устройство системы выдает. ач — величину заданного (требуемого) ускорения; ам а — величину требуемой угловой скорости относительно оси рыскания; оь, — величину требуемой угловой скорости относительно оси тангажа.
После сравнения заданного ускорения а,„с измеренным а усиленный сигнал их разности посылается на управляющие клапаны верньерных двигателей для поддержания необходимой величины тяги. Заданные значения угловых скоростей ь.» и ~ч:,, непосредственно подаются на позиционные гироскопы.
Кроме 236 управляющих сигналов, вычислительное устройство вырабатывасч и посылает команды на привод антенны радиолокатора, осуществляющей слежение за Землей во время маневров снижения и посадки. Из приведенной блок-схемы следует, что каналы продольного и бокового управления представляют собой замкнутые динами. ческие системы.
Вследствие незначительного отличия траектории вертикального снижения от номинальной, а также малости угла отклонения углового положения аппарата от заданного взаимной связью каналов в первом приближении можно пренебречь. Рис Ч 20 Блок-слсыа ыж~~ ра управления на конечном у ысткс сип.ксива Зто позволяет использовать уравнения возмущенного движения в отклонениях от номинальной траектории и рассматривать динамику процесса снижения по каналам управления раздельно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
