Микрин Е.А., Михайлов М.В. Ориентация, выведение, сближение и спуск КА по измерениям от ГНСС (2017) (1246989), страница 60
Текст из файла (страница 60)
30мс. Для выбора оптимального значения постоянной времениуправления Т на отладочном стенде системы бьшо проведено моделированиепроцесса управления по каналам тангажа и крена для одномоментных измерений АСН при разных значениях постоянной времени.7.2. Исследование алгоритма формирования управляющего момента по измерению... 331д<р, rpi!д0,30,20,1о- 0,1- 0,2- 0,3о5001ООО15002000250030001, с2000250030001.
с200025003000!, с200025003000/, сад<р, град0,30,20,1о- 0,1- 0,2- 0,3о5001ООО1500бд<р, rра.д0.30,20,1о- 0,10,2- 0,3о500100015008t\q>,ll)a.д0.З0,20,1о-0,10,2- 0,3о50010001500гРис.7.9.Ошибки управления ориентацией для постоянной2времени Т= 10 с, момента инерции КА 23 ООО Н·м/с и разныхзначений Мшах и Мmш:а - Mmax = 10 Н·м, Mmin = 0,3 Н·м; б - Mmax = 10 Н·м, Mmin = 0,1 Н·м;в -Мmах = 30 H·м, Mm,n = 0,9 Н·м; г -Мmах = 30 H·м,Mm,n = 0,3 Н·мГлава3327.Управление движением КА средствами АСНЛq>, град0.30,20, 1о- 0,l0,20,3о5001ООО1500200025003000t, с200025003000t,с200025003000(,с200025003000t,с{JЛq>,0, 1о- 0,1- 0,2- 0, Зо5001ООО1500бЛq>, град0,30,20, 1о- 0,1- 0,20,3о5001ООО1500в0,30,20, 1о- 0,1- 0,2- 0,3о5001ООО1500гРис.7.10.Ошибки управления ориентацией для постояннойвремени Т = 10 с, момента инерции КА 3700 Н·м/с2 и разныхзначенийМrrшх иMmin:а -Мтах =в10 Н·м, Mmin = 0,3 Н·м; б - Mmax = 10 Н·м, Mmin = 0,1 Н·м;-Mmax = 30 Н·м, Mmin = 0,9 Н·м; г -Mmax = 30 Н·м, Mmin = 0,3 Н·м7.2.
Исследование алгоритма формирования управляющего момента по измерению . .. 333На рис.7.11- 7.16приведены графики ошибок ориентации соответственно для канала тангажа и рыскания корабля «Прогресс» для трех значений постоянной времени Т и двух значений отношения М min / М max.Л<р, град_;~~-·-,_~_,_._~~~-~--_·_,_.*~~-"--'8\~--•-1_-~:_r.f_l,м__~_ _м~-g-l'f_,1._._·_:~#-i•_·_...._...О1ООО50015002000.._"'_"""_-~:- --25003000•-·~~t,саЛ<р, град~~~~- lО1ООО5001500200025003000t,сбРис.7.11.Ошибки управления ориентацией по каналам тангажа ирыскания КА «Прогресс» для постоянной времени Т =значений Mmin6с и отношении= O,OlMmax (а) И Mmin = 0,03Mmax (6)Л<р, град~- J ·=-----'-----'-----'----.L----'-------'---~О5001ООО1500200025003000t, с200025003000!,аЛ<р, град2о- 1-2о50010001500сбРис.7.12.Ошибки управления ориентацией по каналам тангажа и рыскания КА «Прогресс» для постоянной времени Тзначений Mmin= O,OlMmax (а) И Mmin = 0,03Mmax (6)= 12с и отношенииГлава3347.Управление движением КА средствами АСНЛq>, ,рад2lо- 1-2-3500о10001500200025003000(.
с200025003000(,аЛq>, град105о5-10-15500о10001500сбРис.7.13.Ошибки управления ориентацией по каналам тангажа ирыскания КА «Прогресс» для постоянной времени Т =нии значенийМmin =24 с и отношеO,OlMmax (а) и Mrnin = 0,03Mmax (б)Лq>, град21о- 12500о10001500200025003000/,с200025003000(,саЛq>, град21о- 1-2~500о10001500бРис.7.14.Ошибки управления ориентацией по каналу крена КА «Прогресс» для постоянной времени Т == O,OlMmax (а) И Mmin = 0,03Mmax (б)3с и отношении значений Mmin =7.2.
Исследование алгоритма формирования управляющего момента по измерению... 335Л<р, град-i~500о10001500200025003000t,с200025003000t,саЛ<р, град321о-1-2-3500о10001500бРис.7 .15.Ошибки управления ориентацией по каналу крена КА«Прогресс» для постоянной времени Т=5с и отношении значенийMmin = 0,01 Mmax (а) И Mmin = 0,03Mmax (6)Л<р, град321о- 1-2-3о50010001500200025003000!,200025003000t, ссаЛ<р, град10>--- - - - - - - ~о- 10-20о50010001500бРис.7.16. Ошибкиуправления ориентацией по каналу крена КА «Прогресс» для постоянной времени Т ==0,01 Mmax (а)И Mmin =0,03Mmax (6)10с и отношении значенийMmm =Глава3367.Управление движением КА средствами АСНПриведенные графики показывают, что минимальные ошибки ориентации по каналам тангажа и рыскания реализуются для постоянной времени Т ==6с,Mmm = 2Н·м,Mmax = 200Н·м (см.
рис.7.11).По каналу крена мини= 3 с,7.14). При входных ошибках ориентации, формируемой АСН и составляющей 2 ... 3° (см. рис. 7.6) выходныеошибки ориентации КА по тангажу и рысканию не превышают 0,1 .. .0,2°, а поканалу крена 0,5°. Это означает, что рассмотренный нелинейный контурмальные ошибки ориентации реализуются при постоянной времени ТMrmn = 2,4Н·м,Mmax = 240Н·м (см. рис.управления ориентацией по сигналам угловых отклонений от заданной системы координат одновременно является фильтром, в несколько раз уменьшающим ошибки реальной ориентации КА по сравнению с ошибками, формируемыми АСН, по которым выполняется управление.Приведенные примеры управления ориентацией КА по угловым сигналам, формируемым АСН, с использованием линейных и нелинейных алгоритмов с формированием управляющих моментов с помощью двигателейориентации, демонстрируют широкие возможности АСН не только в планенавигационной системы, формирующей информацию о движении КА, но и вплане реализации управления ориентацией и движением ЦМ КА непосредственно по сигналам, формируемым АСН.Однако в рассмотренной главе проведено только начальное исследование , показана принципиальная возможность построения системы управленияисключительно на базе АСН.Контрольные вопросы1.В чем состоят алгоритмы формирования управляющего момента поизмерениям угловых отклонений КА от заданной системы координат?2.В чем состоит линейное управление ориентацией по угловым измерениям АСН?3.В чем состоит нелинейное управление ориентацией КА с помощьюдвигателей ориентации по угловым измерениям АСН?4.Как определить вектор приращения кажущейся скорости от работыдвигателей коррекции по измерениям АСН?5.
Можноли определять угловую скорость КА по измерениям АСН безиспользования ДУС?Глава ВОписание программных функцийбиблиотеки бортовых навигационных программИдея создания библиотеки бортовых навигационных программ появиласьв процессе разработки первых систем АСН для МКС, когда при преодолениипроблем по быстродействию навигационного процессора приходилось искатьнестандартные алгоритмические решения. Одним из первых таких решенийбыла разработка ускоренной модели гравитационного поля Земли72 порядка,позволившая в-300 раз сократить объем вычислений по сравнению с классическим решением - методом разложения геопотенциала Земли в ряд по сферическим функциям. Потом последовали другие оригинальные решения, которые использовались не только в АСН-М МКС, но и в АСН других изделий.При этом созданная библиотека позволяла формировать новое сложное программное обеспечение, существенно сокращая сроки разработки этого ПО.Она состоит из нескольких разделов, начиная от библиотеки элементарныхфункций и заканчивая сложными математическими моделями, используемыми для отработки системы.
При этом даже представленные элементарныефункции в ряде случаев реализуют оригинальные решения, нацеленные наповышение быстродействия.Для функций, входящих в библиотеку, разработана соответствующая документация, включающая описание интерфейсов, а также неформальное иформальное описание алгоритмов. В настоящее время библиотека находитсяна стадии формирования.
Допуск к ней обеспечен специалистам РКК «Энергия», студентам и аспирантам МГТУ им. Н.Э. Баумана и МФТИ, проходящимобучение и стажировку в РКК «Энергия». В дальнейшем предполагается открыть свободный доступ к ней любым пользователям.8.1. Библиотека элементарных функцийБиблиотека элементарных функций включает ряд функций, реализующих элементарные действия над векторами, матрицами, кватернионами, атакже выполняющих взаимные преобразования различных ШВ .1.Функция скалярного произведения двух входных векторов rj имерностью2.формирует на выходе скалярное произведениеd= ri •r;,.Функция векторного произведения двух входных векторовмерностью3.33формирует на выходе трехмерный вектор rзrz разrj иr;,раз=[ri х rz ].Функция умножения входной матрицы М размером пхт на входнойвектор rj размерностью т формирует на выходе выходной вектормерностью п:rz =Mr,,.rzразГлава3384.8.
Описание программных функций библиотеки бортовых навигационных ...Функция умножения входной матрицы М1 размером пхт на входнуюматрицу М2 размером тхп формирует выходную квадратную матрицу М3размером пхп М35.= М1 М2.Функция транспонирования входной матрицы М1 размером пхт формирует выходную матрJЩу М2 размером тхп: М 26.= м 1т.Функция вычисления детерминанта произвольной входной квадратнойматрицы М размером п классическим методом через вычисление миноровформирует на выходе число7.D = det М.Функция вычисления детерминанта симметрической положительноопределенной входной матрицы М размером п методом понижения размерности формирует на выходе числоD = det М.Отличием решения является значительное уменьшение вычислительныхопераций по сравнению с классическим алгоритмом, особенно для матрицбольших размеров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
