РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Разработка алгоритмов контроля и диагностики системы управления ориентацией космического аппарата
175590
знаков
30
таблиц
100
изображений

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Рассмотрим космический аппарат как упругое тело, описываемое уравнениями (3.1), (3.2), (3.4), (3..5). Рассмотрим режим построения базовой ориентации с учетом внешних возмущающих воздействий – аэродинамического и гравитационного, а также с учетом дрейфа нуля ГИВУС.

Для наглядности функционирования алгоритма стабилизации ДС КА, где в качестве гистерезиса используется пауза по времени, проведем моделирование СУО, с начальными условиями, приведенными в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Вариант

Угловые скорости Угловые ускорения Моменты инерции
1

Wx = 0.5 c-1

Wy = 0 c-1

Wz = 0 c-1

Gx = 0 c-2

Gy = 0 c-2

Gz = 0 c-2

Ix = 500 Нмс2

Iy = 1500 Нмс2

Iz = 2500 Нмс2

2

Wx = 1 c-1

Wy = 0 c-1

Wz = 0 c-1

Gx = 0 c-2

Gy = 0 c-2

Gz = 0 c-2

Ix = 500 Нмс2

Iy = 1500 Нмс2

Iz = 2500 Нмс2

3

Wx = 3 c-1

Wy = 1 c-1

Wz = 0 c-1

Gx = 0 c-2

Gy = 0 c-2

Gz = 0 c-2

Ix = 500 Нмс2

Iy = 1500 Нмс2

Iz = 2500 Нмс2

4

Wx = -4 c-1

Wy = 0 c-1

Wz = 0 c-1

Gx = -1 c-2

Gy = 0 c-2

Gz = 0 c-2

Ix = 500 Нмс2

Iy = 1500 Нмс2

Iz = 2500 Нмс2

5

Wx = 0 c-1

Wy = 3 c-1

Wz = 0 c-1

Gx = 0 c-2

Gy = 0 c-2

Gz = 0 c-2

Ix = 500 Нмс2

Iy = 1500 Нмс2

Iz = 2500 Нмс2

6

Wx = 0.5 c-1

Wy = 0.5 c-1

Wz = 1 c-1

Gx = 0.001 c-2

Gy = 0.001 c-2

Gz = 0.001 c-2

Ix = 500 Нмс2

Iy = 1500 Нмс2

Iz = 2500 Нмс2

Функционирование СУО с набором начальных условий варианта 2 табл. 5.1 во временной плоскости представлено на рис. 5.1, рис. 5.2, рис. 5.3.

Функционирование СУО с набором начальных условий варианта 1-6 табл. 5.1 на фазовой плоскости, представлено в приложении Б.

.

Рис. 5.1 – Зависимость угловой скорости от времени в канале X

Рис. 5.2 – Зависимость углового ускорения от времени в канале X

Как показали результаты моделирования (рис. 5.1-5.3), разработанный алгоритм стабилизации при наличии внешних возмущающих воздействий показал высокую эффективность в режиме построения базовой ориентации. Как показало моделирование, наиболее эффективным методом гашения шумов управления, которые возникают в следствии «скольжения» управляющего воздействия по границе области нечувствительности, при реализации логики управления, оказалось введение паузы по времени при выходе из зоны нечувствительности для двигателей малой тяги и зоны нечувствительности двигателей большой тяги. Для более эффективного гашения шумов, а соответственно снижения расхода рабочего тела, были введены в модель упругого КА двигатели малой тяги, с дополнительной зоной нечувствительности в законе управления и дополнительной задержкой по времени. Для сравнения был рассмотрен гистерезис с фиксированной зоной нечувствительности для ДБТ и ДМТ. Эффективность применения меньше по сравнению с паузой по времени, в связи с фиксированной зоной нечувствительности для всего диапазона угловых скоростей.

Рис. 5.3 – Зависимость управляющего момента от времени в канале X

Проведем моделирование СУО с различными наборами коэффициентов фильтра Льюинбергера. Начальные условия модели КА возьмем из 2-ого варианта табл. 5.1. Варианты коэффициентов фильтра Льюинбергера, представлены в табл. 5.2.

Результаты моделирования представлены в приложении В. Как показали результаты моделирования – минимальную погрешность оценивания показал 4-ый вариант наборов коэффициентов фильтра Льюинбергера. Как видно из результатов моделирование, наиболее длительный по времени переходной процесс показал 1-ый набор коэффициентов табл. 5.2 (~40 сек.), последующие наборы, показали тенденцию существенного снижения времени переходного процесса, так 3-ий набор коэффициентов фильтра Льюинбергера, показал (~8 сек.), вместе с тем, такая же тенденция наблюдается и с максимальной погрешностью оценивания. Так для 1-ого набора коэффициентов она составила (~0.01 1/с) , то для 4-ого набора коэффициентов максимальная погрешность оценивания составила (~0.0005 1/c). Следует отметить, что все четыре набора коэффициентов фильтра, были выбраны из области устойчивости рис. 4.2.1. 4-ый набор коэффициентов был найден методом интегральной квадратичной оценки качества, и является наиболее оптимальным, как показали результаты моделирования, для данных НУ взятых из табл. 5.1.

Таблица 5.2 - Коэффициенты фильтра Льюинбергера

Вариант№ Набор коэффициентов
K1 K2 K3
1 0.9 0.27 0.027
2 3 3 1
3 6 12 8
4 20.516 149.611 0.042

.


Информация о работе «Разработка алгоритмов контроля и диагностики системы управления ориентацией космического аппарата»
Раздел: Авиация и космонавтика
Количество знаков с пробелами: 175590
Количество таблиц: 30
Количество изображений: 100

Похожие работы

Скачать
126288
13
18

... удостоверение установленной формы. 3.         Предложения по повышению эффективности системы управления персоналом в службе ЭРТОС филиала «Аэронавигация Центральной Волги» ФГУП «Госкорпорация по ОрВД» Анализ существующей системы управления персоналом в службе ЭРТОС показал, что требуется совершенствование существующей системы оплаты труда, необходимо уделить внимание подготовке кадрового ...

Скачать
64530
1
4

... определенной долей государственного регулирования, направленного на достижение оптимального соотношения притязаний предпринимателя в его деятельности по получению прибыли и принципа общественной справедливости. 2.2.Проблемы управления фирмой в условиях рынка При переходе к рыночной экономике предприятия России столкнулись с массой проблем, решить которые все разом оказалось большинству из них ...

Скачать
107300
23
17

... техника одержали новую выдающуюся победу, Успешно выполнен испытательный запуск универсальной ракетно-космической транспортной системы "Энергия" и орбитального корабля "Буран". Подтверждены правильность принятых инженерных и конструкторских решений, эффективность методов экспериментальной отработки и высокая надежность всех систем этого сложнейшего ...

Скачать
148576
34
0

... элементов, глобальное пространство имен, а также лавинообразную первоначальную загрузку сети. Таким образом ОСРВ SPOX имеет необходимые механизмы для создания отказоустойчивой распределенной операционной системы реального времени, концепция построения которой описана в главе 2. 4.3 Аппаратно-зависимые компоненты ОСРВ Модули маршрутизации, реконфигурации, голосования реализованы как аппаратно- ...

0 комментариев


Наверх