RU2114771C1 - Method of control of spacecraft turn and system for realization of this method - Google Patents
Method of control of spacecraft turn and system for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2114771C1 RU2114771C1 RU97110577A RU97110577A RU2114771C1 RU 2114771 C1 RU2114771 C1 RU 2114771C1 RU 97110577 A RU97110577 A RU 97110577A RU 97110577 A RU97110577 A RU 97110577A RU 2114771 C1 RU2114771 C1 RU 2114771C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- input
- moment
- turn
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Ожидаемое время разворота tk определяется путем математического моделирования свободного движения КА (при , где - главный момент всех внешних сил, действующих на КА) при начальных условиях ( найдено из решения краевой задачи Λ(0) = Λн,Λ(tк) = Λк). В общем случае может получиться tk ≠ Tзад. Поэтому и необходима корректировка расчетного значения кинетического момента . Величина кинетического момента определяется управляющими возможностями системы исполнительных органов m0, моментом инерции относительно поперечной оси J, углом поворота ψ и заданным временем разворота Tзад:
где
- расчетное время разгона.The expected turnaround time t k is determined by mathematical modeling of the spacecraft free motion (for where - the main point of all external forces acting on the spacecraft) under initial conditions ( found from the solution of the boundary value problem Λ (0) = Λ н , Λ (t к ) = Λ к ). In the general case, t k ≠ T ass . Therefore, it is necessary to adjust the calculated value of the kinetic moment . The magnitude of the kinetic moment is determined by the control capabilities of the system of executive bodies m 0 , the moment of inertia relative to the transverse axis J, the rotation angle ψ and the given turn time T back :
Where
- estimated acceleration time.
Таким образом, управление программным разворотом в предлагаемом способе сводится к следующему:
1) прогнозу ожидаемого времени окончания маневра tk путем математического моделирования свободного движения КА при известной величине кинетического момента: K0= Jψ/Tзад ;
2) если tk ≠ Tзад, то корректируем величину K0 умножением ее на коэффициент tk/Tзад, расчетное значение кинетического момента станет равно
3) разгону КА с максимальным управляющим моментом до кинетического момента , т.к. mо>>Mвн, то ;
4) движению КА с постоянным в абсолютном пространстве кинетическим моментом до момента времени, когда τд= τг , при этом ,
где τг - время гашения текущего кинетического момента; τд - время на доворот КА до конечного положения Λк , производимого при торможении, времена τг и τд определяются по выражениям
5) торможению КА с максимальным управляющим моментом до момента, когда .Thus, the management of the software spread in the proposed method boils down to the following:
1) prediction of the expected end time of the maneuver t k by mathematical modeling of the spacecraft free movement with a known value of the kinetic moment: K 0 = Jψ / T ass ;
2) if t k ≠ T ass , then we adjust the value of K 0 by multiplying it by the coefficient t k / T ass , the calculated value of the kinetic moment becomes
3) AC acceleration with maximum control torque until the kinetic moment because m about >> M int , then ;
4) the motion of a spacecraft with a kinetic moment constant in absolute space up to the point in time when τ d = τ g , while ,
where τ g is the quenching time of the current kinetic moment; τ d - time to turn the spacecraft to the final position Λ k produced during braking, times τ g and τ d are determined by the expressions
5) spacecraft braking with maximum control torque until the moment when .
Временные диаграммы приведены на фиг. 2. Timing diagrams are shown in FIG. 2.
Отличительной особенностью предложенных технических решений являются непрерывный контроль фактического движителя КА в процессе разворота и управление им на всем интервале времени. При этом вращение КА происходит по траектории свободного движения, что обеспечивает разворот с минимальными энергозатратами. Расчет требуемого кинетического момента носит итерационный характер и описывается алгоритмом , где μ(tк) - прогнозируемое угловое положение КА на момент времени tk, полученное моделированием движения КА. Отличием являются определение прогнозируемого времени окончания маневра tk, полученное моделированием движения КА, запоминание значения tk и дальнейшее его использование с целью более точного, чем в прототипе, определения времени разгона КА τ и расчетного значения кинетического момента .A distinctive feature of the proposed technical solutions is the continuous monitoring of the actual propulsion of the spacecraft in the process of turning and controlling it over the entire time interval. In this case, the rotation of the spacecraft occurs along the trajectory of free motion, which ensures a turn with minimal energy consumption. Calculation of the required kinetic moment is iterative in nature and is described by an algorithm where μ (t k ) is the predicted angular position of the spacecraft at time t k obtained by simulating the motion of the spacecraft. The difference is the determination of the predicted end time of the maneuver t k obtained by simulating the spacecraft motion, storing the value of t k and its further use with the aim of more accurately than in the prototype, determining the spacecraft acceleration time τ and the calculated value of the kinetic moment .
В предлагаемых способе и системе управляющие моменты формируются не только при разгоне и торможении объекта, но и в процессе вращения его по траектории свободного движения. В системе автоматически определяется такой требуемый импульс кинетического момента , сообщение которого корпусу КА гарантирует достижение через заданное время требуемого углового положения с любыми наперед заданными точностями как по положению, так и по времени окончания маневра. С момента окончания действия разгонного импульса (когда аппарату сообщили расчетное значение кинетического момента) к КА прикладывают управляющий момент, обеспечивающий движение аппарата с расчетным кинетическим моментом . При этом управляющий момент формируется комбинацией программного управления с управлением по отклонению . Программное управление (прогнозируемый момент ) строится исходя из того, что КА движется по номинальной (рассчитанной заранее) траектории и определяется решением обратной задачи динамики. Однако одной этой составляющей управляющего момента недостаточно, т.к. она не обеспечивает возвращение на номинальный режим вращения при наличии возможных отклонений и внешних возмущающих факторов. Поэтому необходима составляющая управляющего момента, формируемая по отклонению фактического кинетического момента от расчетного значения (компенсационный момент ), которая компенсирует возникающее рассогласование . Компенсация зависит только от отклонения и является некоторым его оператором . Простейшим является линейный оператор F, а главной его частью служит пропорциональная компенсация (k>0 - коэффициент усиления). Вид оператора F определяет такие важнейшие характеристики контура управления, как устойчивость, время затухания переходных процессов, качество регулирования, порядок астатизма, чувствительность к случайным воздействиям, помехам и ошибкам измерений. Наличие компенсационной составляющей приводит к тому, что при малейшем отклонении от расчетного возникает управляющий момент, возвращающий КА в номинальный режим движения.In the proposed method and system, control moments are formed not only during acceleration and deceleration of the object, but also in the process of its rotation along the trajectory of free movement. The required momentum of the kinetic moment is automatically determined in the system whose communication to the spacecraft hull guarantees the achievement in a given time of the required angular position with any predetermined accuracy both in position and in the time of the end of the maneuver. From the moment the acceleration pulse ends (when the calculated value of the kinetic moment is reported to the device), a control torque is applied to the spacecraft, which ensures the movement of the device with the estimated kinetic moment . In this case, the control moment is formed by a combination of program control with deviation control . Program Management (Predicted Moment ) is based on the fact that the spacecraft moves along the nominal (calculated in advance) trajectory and is determined by solving the inverse dynamic problem. However, this component of the control moment alone is not enough, because it does not provide a return to the nominal mode of rotation in the presence of possible deviations and external disturbing factors. Therefore, a component of the control moment is necessary, which is formed by the deviation of the actual kinetic moment from the calculated value (compensation moment ), which compensates for the resulting mismatch . Compensation depends only on deviation and is some of its operator . The simplest is the linear operator F, and its main part is proportional compensation (k> 0 is the gain). The form of the operator F determines such important characteristics of the control loop as stability, transient decay time, control quality, astatism order, sensitivity to random influences, noise and measurement errors. The presence of the compensation component leads to the fact that at the slightest deviation from estimated there is a control moment that returns the spacecraft to the nominal mode of motion.
Повышенные требования к управлению кинетическим моментом в процессе разворота приводит к необходимости расчета по фактическим параметрам углового движения КА:
При наличии отклонения фактического кинетического момента от расчетного значения желаемое движение задаем дифференциальным уравнением , где κ > 0 - коэффициент апериодичности. Тогда расчетное изменение кинетического момента определяется выражением Управляющие моменты формируем алгоритмически согласно уравнению
где
χ > 0 - коэффициент усиления.Increased kinetic torque management requirements in the process of reversal leads to the need for calculation according to the actual parameters of the angular motion of the spacecraft:
If there is a deviation in the actual kinetic moment from the calculated value the desired motion is given by the differential equation , where κ> 0 is the aperiodicity coefficient. Then the calculated change in the kinetic moment is determined by the expression We form control moments algorithmically according to the equation
Where
χ> 0 is the gain.
Подставляя и интегрируя, получим общий вид закона управления:
Интегрирование производится с момента окончания участка разгона. Коэффициент κ определяет быстродействие, а χ - степень приближения . Чем больше κ , тем быстрее сходится к заданному значению . Чем больше χ , тем ближе реальное движение к расчетному. Отдельной компенсации в этом случае не требуется, т.к. управляющий момент формируется по принципу обратной связи, т.е. реализуется управление по отклонению, учитывающее фактическое движение КА.Substituting and integrating, we obtain the general form of the control law:
Integration is performed from the moment the acceleration section ends. Coefficient κ determines the speed, and χ - the degree of approximation . The larger κ, the faster converges to a given value . The larger χ, the closer the real movement to estimated. Separate compensation in this case is not required, because the control moment is formed according to the feedback principle, i.e. deviation control is implemented taking into account the actual spacecraft motion.
Для улучшения качества переходных процессов необходимо учитывать начальные условия на начало регулирования, для чего в выражение для вводим значение . В результате получаем
.To improve the quality of transients, it is necessary to take into account the initial conditions at the beginning of regulation, for which, in the expression for enter the value . As a result, we get
.
Рассмотрим случай, когда управляющий момент на этапе между разгоном и торможением формируется по отклонению кинетического момента от расчетного значения . Задача управления состоит в стабилизации вектора кинетического момента в инерциальном пространстве в окрестности зафиксированного значения . Направление кинетического момента в процессе разворота представим в инерциальной системе координат (ИСК) , где - вектор разворота в связанной системе координат (ССК) на начало разворота. Тогда имеем - зафиксированный в ИСК вектор кинетического момента. Расчетное значение кинетического момента в ИСК постоянно и известно: (индекс "и" означает, что вектор представлен в ИСК). Фактический кинематический момент КА измеряется в ССК. Тогда . Пусть , где k>0 - коэффициент усиления, определяющий скорость компенсации.Consider the case when the control moment at the stage between acceleration and deceleration is formed by the deviation of the kinetic moment from the calculated value . The control task is to stabilize the kinetic moment vector in inertial space in the vicinity of a fixed value . The direction of the kinetic moment in the course of a turn is represented in an inertial coordinate system (ISC) where - vector of the turn in the associated coordinate system (SSC) at the beginning of the turn. Then we have - the kinetic moment vector recorded in the ISK. The calculated value of the kinetic moment in the ISK is constant and known: (the index "and" means that the vector is presented in the SUIT). The actual kinematic moment of the spacecraft measured in SSK. Then . Let be where k> 0 is the gain determining the compensation rate.
В итоге
где
- расчетное значение кинетического момента.Eventually
Where
is the calculated value of the kinetic moment.
Выражение для управляющего момента с учетом интегральной компенсации принимает вид
,
где
k, r - коэффициенты усиления (k = const, r = const).The expression for the control moment taking into account integral compensation takes the form
,
Where
k, r are the gain (k = const, r = const).
Принимаем
(в предположении, что за малое время повернется незначительно).Accept
(assuming that in a short time will turn slightly).
Момент управления может быть сформирован по принципам инвариантного управления, сочетающего программное управление с управлением по отклонению:
Та часть управляющего момента, которая пропорциональна отклонению , является основной в компенсационном моменте . Интегральная компенсация, с одной стороны, улучшает качество регулирования (повышает быстроту и точность отработки ) и повышает астатизм контура управления, а с другой - позволяет компенсировать внешние возмущения и случайные факторы. Интегральная составляющая управляющего момента позволяет обеспечить при в случае медленно меняющихся внешних воздействий. Здесь - момент всех сил, действующих на КА, - внешний возмущающий момент. Значения коэффициентов усиления k, r выбираются из условий обеспечения устойчивости, точности поддержания и помехозащищенности. Чем больше k, тем больше быстродействие контура стабилизации, тем меньше возможная ошибка управления но, с другой стороны, повышается чувствительность к ошибкам измерения. Отношение k/r определяет запас устойчивости (чем оно больше, тем более устойчива система). Конкретные величины коэффициентов зависят только от технических данных элементов системы управления.The control moment can be formed according to the principles of invariant control, combining program control with deviation control:
The part of the control moment that is proportional to the deviation is the main thing in the compensation moment . Integral compensation, on the one hand, improves the quality of regulation (increases the speed and accuracy of mining ) and increases the astatism of the control loop, and on the other hand, it allows you to compensate for external disturbances and random factors. The integral component of the control torque allows at in case of slowly changing external influences. Here - the moment of all forces acting on the spacecraft, - external disturbing moment. The values of the amplification factors k, r are selected from the conditions for ensuring stability and maintaining accuracy and noise immunity. The greater k, the greater the speed of the stabilization circuit, the less the possible control error but, on the other hand, sensitivity to measurement errors increases. The ratio k / r determines the margin of stability (the larger it is, the more stable the system). The specific values of the coefficients depend only on the technical data of the elements of the control system.
Введение в расчетного значения возмущающего момента существенно снижают ошибку . Так, в частном случае, когда на КА действуют внешние моменты расчетной величины, обеспечивается движение с . Статическая составляющая разности полностью парируется интегральной компенсацией и ошибка при этом сводится к нулю.Introduction to calculated value of the disturbing moment significantly reduce error . So, in the particular case, when the external moments of the calculated value act on the spacecraft, a motion with . Static difference component fully parried by integral compensation and error it reduces to zero.
Повышение точности разворота обеспечивается и тем, что момент начала торможения определяется исходя из фактических параметров движения КА путем сравнения времени τд c τг .Improving the accuracy of the turn is also ensured by the fact that the moment of the start of braking is determined based on the actual parameters of the spacecraft by comparing the time τ d c τ g .
На фиг. 1 представлена функциональная схема системы-аналога; на фиг. 2 показаны временные диаграммы для способа и системы-прототипа и предлагаемых способа и системы; на фиг. 3 изображена функциональная схема предлагаемой системы; на фиг. 4 - функциональная схема БОПрР (22); на фиг. 5 - схема реализации БОПрР (22); на фиг. 6 - схема реализации БОВР (14); на фиг. 7 - схема выполнения БФКСВ (18); на фиг. 8 - схема выполнения БФКТ (20); на фиг. 9 - схема реализации БКОПР (21); на фиг. 10 - схема реализации БСПР (23); на фиг. 11 - схема реализации БФКМ (29); на фиг. 12 - схема реализации БФВД (32); на фиг. 13 - схема реализации БФВГКМ (33). In FIG. 1 shows a functional diagram of an analog system; in FIG. 2 shows timing diagrams for the method and prototype system and the proposed method and system; in FIG. 3 shows a functional diagram of the proposed system; in FIG. 4 is a functional diagram of BOPrR (22); in FIG. 5 is a diagram of the implementation of BOPrR (22); in FIG. 6 is a diagram of the implementation of BOWR (14); in FIG. 7 is a diagram of the implementation of BFKSV (18); in FIG. 8 is a diagram of the performance of BFKT (20); in FIG. 9 is a diagram of the implementation of BKOPR (21); in FIG. 10 is a diagram of the implementation of BSPR (23); in FIG. 11 is a diagram of the implementation of BFKM (29); in FIG. 12 is a diagram of the implementation of BFVD (32); in FIG. 13 is a diagram of the implementation of BFVGKM (33).
Функциональная схема предлагаемой системы представлена на фиг. 3, 4, где 1 - блок задания начального и конечного положений аппарата (БЗНКП), 2 - блок задания моментов инерции (БЗМИ), 3 - задатчик времени разворота (ЗВР), 4 - бесплатформенная инерционная навигационная система (БИНС), 5 - блок датчиков угловых скоростей (БДУС), 6 - блок определения параметров разворота (БОПР), 9 - блок определения момента инерции вокруг поперечной оси (БОМИПО), 10 - блок прогноза вектора разворота (ВПВР), 11 - блок определения направления разгонного импульса (БОНРИ), 12 - блок формирования момента управления (БФМУ), 13 - блок определения кинетического момента (БОКМ), 14 - блок определения времени разгона (БОВР), 15 - блок определения отклонения кинетического момента от расчетного (БООКМ), 16 - блок формирования разгонного и тормозного импульсов (БФРТИ), 17 - блок формирования команды на разгон (БФКР), 18 - блок формирования команды на свободное вращение (БФКСВ), 19 - блок определения момента остановки аппарата (БОМО), 20 - блок формирования команды на торможение (БФКТ), 21 - блок коррекции и обновления параметров разворота (БКОПР), 22 - блок определения промаха разворота (БОПрР), 23 - блок сравнения промаха разворота с заданной величиной (БСПР), 24 - блок запоминания вектора разворота (БЗВР), 25 - блок определения направления тормозного импульса (БОНТИ), 26 - блок определения направления разворота (БОНР), 27 - задатчик команды на начало разворота (ЗНКР), 28 - задатчик максимальной величины управляющего момента (ЗМВУМ), 29 - блок формирования корректирующего момента (БФКМ), 30 - блок суммирования управляющего момента (БСУМ), 31 - блок определения параметров доворота (БОПД), 32 - блок формирования времени на доворот до конечного углового положения (БФВД), 33 - блок формирования времени гашения текущего кинетического момента (БФВГКМ). При этом выход задания начального положения БЗНКП связан с соответствующим входом БОПР, БОПрР и информационным входом БОНРИ. Выход задания конечного положения БЗНКП связан с соответствующим входом БОПР, БКОПР, БОПрР и БОПД. Первый, второй и третий выходы БЗМИ связаны соответственно с первым, вторым и третьим параметрическими входами БОКМ и первым, вторым и третьим входами задания моментов инерции БРПрР. Первый и второй входы БОМИПО связаны соответственно с первым и вторым выходами БЗМИ, третий выход которого связан с входом ввода момента инерции относительно продольной оси БПРВ, скалярный выход которого связан с входом ввода угла разворота БОПрР и со скалярным входом БЗВР. Выход связан с входами задания времени разворота БОВР и БОПрР. Выход БИНС связан с входами задания углового положения БФМУ, БОНТИ и входом ввода текущего углового положения БОПД, выход которого связан с информационным входом БФВД. Выход БДУС связан с входом БИНС и векторным входом БОКМ, выход которого связан с входом ввода кинетического момента БООКМ, входом БОМО, векторным входом БОНТИ и БФВГКМ, выход которого связан с входом ввода времени гашения угловой скорости БФКСВ. Выход ввода времени доворота БФКСВ связан с выходом БФВД, векторный вход которого связан с выходом БДУС. Выход БОПР связан с входом ввода исходных параметров разворота БКОПР. Выход БОМИПО связан с входами ввода моментов инерции вокруг поперечной оси БОВР, БОПрР и БПВР, векторный выход которого связан с входами ввода вектора разворота БОПрР и БЗВР. Выход БОНРИ связан с входом ввода направления разгонного импульса БОНР. Выход БФМУ связан с входом задания момента управления БООКМ и векторным входом БФРТИ. Вход ввода прогнозируемого времени разворота БОВР связан с одноименным выходом БОПрР. Логический выход БФКСВ связан с управляющим входом БФКР, выход которого связан с входами разрешения разгона БФРТИ, БФКТ и БОНР. Командный выход БФКСВ связан с входом разрешения свободного движения БФКТ. Выход БОМО связан с входом ввода сигнала на остановку аппарата БФКТ, выход которого связан с входами ввода команды на торможение БФРТИ, БОНР и БОНТИ, выход которого связан с входом ввода направления тормозного импульса БОНР, выход которого связан с векторным входом БФМУ. Выход БКОПР связан с входом задания параметров разворота БПВР. Выход прогнозируемого углового положения БОПрР связан с соответствующим входом БКОПР, информационный выход БОПрР связан с входом БСПР, выход которого связан с управляющими входами БКОПР и БЗВР, векторный выход которого связан с векторным входом БОНРИ. Скалярный выход БЗВР связан с входом задания угла разворота БОВР, выход которого связан с входом задания времени разгона БООКМ, выход которого связан с векторным входом БФКСВ и с информационным входом БФКМ, управляющий вход которого связан с выходом разрешения свободного движения БФКСВ. Выход ЗКНР связан с входом наличия разворота БФКР и БФКСВ. Выход ЗМВУМ связан с параметрическими входами БФМУ, БОВР и БФВГКМ. Первый вход БСУМ связан с выходом БФРТИ , второй вход БСУМ связан с выходом БФКМ, выход БСУМ является выходом системы. Functional diagram of the proposed system is presented in FIG. 3, 4, where 1 is the block for setting the initial and final positions of the apparatus (BZNKP), 2 is the block for setting the moments of inertia (BZMI), 3 is the turn time adjuster (ZVR), 4 is the strapdown inertial navigation system (BINS), 5 is the block angular velocity sensors (BDUS), 6 - block for determining the parameters of a turn (BOPR), 9 - block for determining the moment of inertia around the transverse axis (BOMIPO), 10 - block for forecasting a turn of the vector (VVPR), 11 - block for determining the direction of the accelerating pulse (BONRY) 12 - control moment formation unit (BFMU), 13 - kinetic determination unit moment (BOKM), 14 - unit for determining the acceleration time (BOVR), 15 - unit for determining the deviation of the kinetic moment from the calculated (BOOKM), 16 - unit for generating accelerating and braking pulses (BFRTI), 17 - unit for generating an acceleration command (BFKR) ), 18 - a unit for generating a command for free rotation (BFKSV), 19 - a unit for determining the moment the machine was stopped (BOMO), 20 - a unit for generating a command for braking (BFKT), 21 - a block for correcting and updating the parameters of a turn (BKOPR), 22 - U-turn miss block (BOPrR), 23 - miss comparison block and a U-turn with a predetermined value (BSPR), 24 - a block for storing a vector of a U-turn (BZVR), 25 - a block for determining the direction of the brake pulse (BONTI), 26 - a block for determining the direction of a U-turn (BONR), 27 - a command unit for starting a U-turn (ZNKR) , 28 - adjuster of the maximum value of the control torque (ZMVUM), 29 - block for the formation of the correcting moment (BFKM), 30 - block for the summation of the control moment (BSUM), 31 - block for determining the parameters of the turn-over (BODF), 32 - block for the formation of time for a turn to final angular position (BFVD), 33 - block ormirovaniya blanking time the current angular momentum (BFVGKM). At the same time, the output of the task of the initial position of the BZNKP is connected with the corresponding input of the BOPR, BOPrR and the information input of BONRI. The output of the task of the final position of the BZNKP is connected with the corresponding input of the BOPR, BKOPR, BOPrR and BOPD. The first, second, and third outputs of the BZMI are connected, respectively, with the first, second, and third parametric inputs of the BOKM and the first, second, and third inputs of the moment of inertia of BRPrR. The first and second inputs of BOMIPO are connected respectively to the first and second outputs of the BZMI, the third output of which is connected to the input of the moment of inertia input relative to the longitudinal axis of the BPRV, the scalar output of which is connected to the input of the input of the BOPrR rotation angle and to the scalar input of the BZVR. The output is connected to the inputs for setting the turn time of the BOVR and BOPrR. The output of the SINS is connected to the inputs for setting the angular position of the BFMU, BONTI and the input for entering the current angular position of the BFDS, the output of which is connected to the information input of the BFVD. The BDSM output is connected to the BINS input and the BOKM vector input, the output of which is connected to the BOOKM kinetic moment input input, the BOMO input, the BONTI and BFVGKM vector input, the output of which is connected to the BFKSV angular velocity damping time input. The output of the BFKSV add-in time is connected to the output of the BFVD, the vector input of which is connected to the output of the BFCC. The output of the BOPR is connected to the input input of the initial parameters of the BKOPR turn. The output of BOMIPO is connected to the inputs of the input of moments of inertia around the transverse axis of the BOVR, BOPrR and BVVR, the vector output of which is connected to the inputs of the input of the rotation vector BOPrR and BZVR. The output of BONRY is connected to the input of the direction input for the accelerating pulse of BONR. The output of the BFMU is connected with the input of the task of controlling the BOOKM moment and the vector input of the BFRTI. The input of the input of the predicted turnaround time of the BOWR is connected to the BOPrR output of the same name. The logical output of the BFKSV is connected to the control input of the BFKR, the output of which is connected to the inputs of the acceleration enable BFRTI, BFKT and BONR. The BFKSV command output is connected to the BFKT free movement enable input. The BOMO output is connected to the input signal input to stop the BFKT device, the output of which is connected to the inputs of the BFRTI, BONR and BONTI braking command inputs, the output of which is connected to the input of the BONR brake pulse direction input, the output of which is connected to the BFMU vector input. The output of the BKOPR is connected to the input of setting the parameters for turning the BWRV. The output of the predicted angular position of the BOPrR is connected to the corresponding BKOPR input, the information output of the BOPrR is connected to the BSPR input, the output of which is connected to the control inputs of the BKPR and BZVR, the vector output of which is connected to the BONRI vector input. The scalar BZVR output is connected to the input of the BOVR turning angle setting input, the output of which is connected to the BOOKM acceleration time setting input, the output of which is connected to the BFKSV vector input and the BFKM information input, the control input of which is connected with the BFKSV free movement permission output. The output of the ZKNR is connected to the input of the presence of the UFKR and BFKSV reversal. The ZMVUM output is connected with the parametric inputs of the BFMU, BOVR and BFVGKM. The first input of the BSUM is connected to the output of the BFRTI, the second input of the BSUM is connected to the output of the BFKM, the output of the BSUM is the output of the system.
Реализация отдельных блоков и элементов предлагаемой системы выполнена на интегральных схемах и стандартных аналоговых модулях и представлена фиг. 5-13. The implementation of the individual blocks and elements of the proposed system is performed on integrated circuits and standard analog modules and is presented in FIG. 5-13.
БОПР 6 вычисляет кватернион разворота по формуле и состоит из блока взятия сопряженного кватерниона и блока перемножения кватернионов.
БОМИПО 9 усредняет моменты инерции вокруг поперечных осей Jx и Jy по выражению J = (Jx + Jy)/2.
БПВР 10 как и в прототипе определяет вектор разворота и угол поворота КА вокруг него ψ (угол прецессии), соответствующие развороту динамически симметричного тела с моментами инерции J, Jz на кватернион Λр .
БОНРИ 11 реализует соотношение .BONRY 11 implements the ratio .
БФМУ 12 вычисляет потребный момент управления исходя из фактического углового положения Λ и вектора разворота и реализует функцию
БОКМ 13 осуществляет умножение вектора на диагональную матрицу по выражению
БОВР 14 представлен на фиг. 6 и вычисляет время разгона τ по формуле
Claims (3)
где компенсационный момент;
прогнозируемый момент,
до тех пор, пока время на доворот аппарата до конечного углового положения τд не станет равным времени гашения текущего кинетического момента τг.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что управляющий момент, прикладываемый к аппарату на этапе между разгоном и торможением, определяют по выражению
где фактический кинетический момент аппарата;
расчетное значение кинетического момента;
t - время с момента окончания участка разгона;
χ - коэффициент усиления;
κ - коэффициент апериодичности (1 ≤ κ ≤ 1000 c-1, χ > 4κ).
3. Способ по п.1 и 2, отличающийся тем, что управляющий момент, прикладываемый к аппарату на этапе между разгоном и торможением, определяют по выражению
где значение кинетического момента аппарата на момент окончания участка разгона.1. A method of controlling the rotation of a spacecraft, including the formation and application of an accelerating pulse from a given moment in time, measuring the parameters of the angular motion of the spacecraft, determining the actual kinetic moment of the spacecraft and comparing it with the calculated value required to bring the spacecraft into a given final angular position, formation and application a braking pulse, characterized in that they determine the predicted end time of the maneuver, compare it with a given turn time, according to the result Comparisons correct the calculated value of the vector of kinetic momentum and fix it in the inertial basis, at the end of the acceleration pulse using the measured parameters of the angular movement of the apparatus, form and apply to the apparatus a control moment, determined by the expression
Where compensation moment;
predicted moment
until the time to turn the apparatus to the final angular position τ d becomes equal to the damping time of the current kinetic moment τ g .
2. The method according to claim 1, characterized in that the control moment applied to the device at the stage between acceleration and braking is determined by the expression
Where the actual kinetic moment of the apparatus;
the calculated value of the kinetic moment;
t is the time since the end of the acceleration section;
χ is the gain;
κ is the aperiodicity coefficient (1 ≤ κ ≤ 1000 s -1 , χ> 4κ).
3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the control moment applied to the device at the stage between acceleration and braking is determined by the expression
Where the value of the kinetic moment of the apparatus at the end of the acceleration section.
где фактический кинетический момент аппарата;
расчетное значение кинетического момента;
k, r - коэффициенты усиления;
t - время с момента окончания участка разгона;
расчетное значение возмущающего момента, (0,01 ≤ k ≤ 1000 c-1, 0 ≤ r/k < 2c-1).4. The method according to claim 1, characterized in that the control moment applied to the apparatus at the stage between acceleration and braking is determined by the expression
Where the actual kinetic moment of the apparatus;
the calculated value of the kinetic moment;
k, r - gain;
t is the time since the end of the acceleration section;
the calculated value of the disturbing moment, (0.01 ≤ k ≤ 1000 s -1 , 0 ≤ r / k <2c -1 ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97110577A RU2114771C1 (en) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Method of control of spacecraft turn and system for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97110577A RU2114771C1 (en) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Method of control of spacecraft turn and system for realization of this method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2114771C1 true RU2114771C1 (en) | 1998-07-10 |
RU97110577A RU97110577A (en) | 1998-11-20 |
Family
ID=20194498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97110577A RU2114771C1 (en) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | Method of control of spacecraft turn and system for realization of this method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2114771C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695630C1 (en) * | 2018-10-23 | 2019-07-25 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Device for decontamination of radioactive elements |
-
1997
- 1997-06-24 RU RU97110577A patent/RU2114771C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695630C1 (en) * | 2018-10-23 | 2019-07-25 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Device for decontamination of radioactive elements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6804594B1 (en) | Active steering for handling/stability enhancement | |
US7853338B1 (en) | Adaptive output feedback apparatuses and methods capable of controlling a non-minimum phase system | |
JP4549629B2 (en) | Crane anti-sway control system and method under operator command | |
EP0377678B1 (en) | Industrial control systems | |
Morimoto et al. | Robust reinforcement learning | |
JP3483855B2 (en) | Vehicle-based traveling control method and apparatus | |
RU2114771C1 (en) | Method of control of spacecraft turn and system for realization of this method | |
JPH03105510A (en) | Servo controller | |
US20130018612A1 (en) | Device and method for observing or controlling a non-linear system | |
CN116909136B (en) | 2-DOF helicopter sliding mode control method and system based on deterministic learning | |
Doman et al. | Development of a hybrid direct-indirect adaptive control system for the X-33 | |
Ramirez-Neria et al. | Linear robust generalized proportional integral control of a ball and beam system for trajectory tracking tasks | |
Tho et al. | Adaptive input shaping control of a rotary hook | |
KR100222763B1 (en) | Linear output apparatus for controlling position of robot and method thereof | |
RU2095295C1 (en) | Method of control of space vehicle turn and system for realization of this method | |
US8612068B2 (en) | Apparatus and method for propagating the attitude of a vehicle | |
Zhang et al. | Adaptive output feedback control of spacecraft with flexible appendages | |
Gourdeau et al. | Computed torque control of robots without joint velocity measurements | |
JPS61173305A (en) | Method of optimum control of moving body | |
Müller et al. | State Observer for Position Control of Systems with Quantized Outputs in Large Scale Robotics | |
Nakamura et al. | Output Feedback Control with Angle Estimation for Four-Wheeled Vehicles | |
Clauberg | Adaptive control of a small autonomous underwater vehicle | |
SU830294A1 (en) | Control device | |
JPH08249068A (en) | Observer control operation device | |
RU2104232C1 (en) | Method of control of space vehicle turn |