Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






И основные типы измерительных устройств СУУД КА



Для построения любой БСК на борту КА необходимо располагать измерительными устройствами (ИзмУ), которые либо непосредственно осуществляют физическое моделирование положения осей БСК, либо дают информацию, позволяющую осуществлять её математическое моделирование.

Основной БСК, используемой практически на всех КА (наблюдения, связи, метеорологических, геодезических и т.д.) является подвижная орбитальная система координат – оYоZо. Для её построения необходимо определять текущее направление местной вертикали (МВ), что даёт направление оси 0Yо, и положение в пространстве плоскости орбиты, что дает направления осей 0Zо или 0Xо.

В качестве построителей местной вертикали (ПМВ) находят применение ИзмУ следующих типов:

– инфракрасная вертикаль (ИКВ);

– радиовертикаль (или радиовертикаль-высотомер – РВВ).

ИКВ строится на принципе сканирования видимого с КА теплового диска Земли, в результате чего определяются отклонения оси сканирования прибора, жёстко установленного на борту КА, от направления на центр этого диска, т.е. от направления МВ. Устранением этих отклонений (за счёт угловых поворотов КА, выполняемых с помощью СУУД) обеспечивается построение МВ и её отслеживание в дальнейшем.

РВВ строится на основе использования разностно-дальномерного принципа. В этом случае радиолокационным методом измеряются дальности до земной поверхности в четырёх симметричных относительно оси антенны РВВ направлениях, и по разности дальностей, измеренных в каждой из двух взаимно перпендикулярных плоскостей, определяются угловые отклонения оси антенны, жёстко связанной с корпусом КА, от направления МВ. Одновременно с этим вычисляется и высота полёта КА. Для работы РВВ (в отличие от ИКВ) требуется предварительная грубая ориентация КА относительно МВ.

Построение плоскости орбиты осуществляется с помощью корректируемых от ПМВ трёхстепенных гироскопов, называемых гироорбитантами (ГО). Определение всех трёх углов ( ) ориентации связанной системы координат относительно подвижной орбитальной системы возможно только при совместной работе ГО и ПМВ. Одновременно с построением подвижной орбитальной системы координат обычно решается и задача начальной ориентации КА в этой системе.



Для построения инерциальных систем координат, необходимых для реализации АУП (например, при выполнении манёвров КА), для выполнения ПП и т.п., используются приборы, выполненные на базе свободных трёхстепенных гироскопов (это блоки свободных гироскопов – БСГ, запоминающие гироскопы – ЗГ), а также трёхосные гиростабилизаторы – ТГС.

Если ТГС корректировать относительно направления МВ или в зависимости от орбитальной угловой скорости , он обретает способность строить и в течение длительного времени отслеживать положение осей подвижной орбитальной системы координат. Такие ТГС получили название построителя орбитальной системы координат – ПОСК.

Для устойчивого управления угловым движением КА необходима информация о его угловой скорости . Для измерения составляющих широко используются датчики угловой скорости (ДУС), выполненные на основе двухстепенных гироскопов. В последнее время получают применение ДУС, построенные и на иных физических принципах: динамически настраиваемые гироскопы – ДНГ, кольцевые лазерные гироскопы – КЛГ, волоконно-оптические гироскопы – ВОГ.

Ряд задач полёта КА требуют ориентации его относительно небесных тел (Солнца, Луны, звёзд, планет). Для определения направления на эти светила используются различные оптические датчики: солнечные датчики – СД, звёздные датчики – ЗД, датчики наличия Земли – ДНЗ и т.п.



Для измерения вектора индукции МПЗ (с целью использования магнитопривода, например) применяются магнитометры, и в частности, феррозондовые датчики – ФЗД.

При выполнении сближения КА требуется управлять угловым положением КА относительно линии визирования (линии, связывающей центры масс сближаемых КА). Для построения такой визирной системы координат и измерения углов ориентации КА в ней используются следящие гиростабилизированные головки самонаведения (ГСН).

При движении КА в атмосфере, например, при снижении, требуется определять его угловое положение в скоростной (или поточной) системе координат, т.е. измерять углы атаки и скольжения . Непосредственное измерение этих углов при движении в плотных слоях атмосферы чрезвычайно затруднено и в настоящее время таких измерителей нет. При движении в разреженной атмосфере для этой цели используются ионные датчики (ИД).

Приведённый краткий обзор ИзмУ, используемых в СУУД КА, показывает, тем не менее, большое многообразие их типов. Поэтому, не рассматривая подробно принципы построения ИзмУ, отметим следующее.

Сложность измерителей различных типов различна. Некоторые из них, такие как СД, ДНЗ, ИД и т.п., достаточно просты, другие, как например, ИКВ, ПОСК, ТГС, ГСН, представляют собой сложные электронные или электромеханические системы. В любом случае динамические характеристики этих устройств выбираются при их проектировании так, чтобы на частотах изменения измеряемых параметров эти устройства можно было бы рассматривать как идеальные, т.е. безинерционные, звенья. В таком случае основной их характеристикой является статическая характеристика, показывающая зависимость выходного сигнала от измеряемого угла или угловой скорости. В качестве примеров можно привести наиболее типичные характеристики ИзмУ, предназначенных для измерения угловых параметров (рис.3.16):

На рис. 3.16 прриняты следующие обозначения:

– номинальное напряжение на выходе датчика,

– зона нечувствительности датчика,

– граница линейного участка характеристики.

Аналогичный вид имеют и характеристики ДУС.

Величина зоны нечувствительности может составлять для датчиков углов (2 ) от десятых долей градуса до десятков градусов, для ДУС ( ) – от 0,002 град/с до 0,015 град/с.

 

Алгоритмы управления в СУУД

Выбор структуры и параметров алгоритмов управления во многом зависит от принятого способа создания управляющих моментов, типа используемых ИзмУ, требований к качеству управления (прежде всего, по точности и экономичности) и возможностей его аппаратурной реализации. Вследствие многовариантности решения этой задачи и, соответственно, многообразия существующих систем, остановимся на рассмотрении наиболее характерных случаев.

 


Просмотров 591

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2020 год. Все права принадлежат их авторам!