DE2327743B2 - Device for controlling the position of a body about an axis - Google Patents

Device for controlling the position of a body about an axis

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DE2327743B2 DE19732327743 DE2327743A DE2327743B2 DE 2327743 B2 DE2327743 B2 DE 2327743B2 DE 19732327743 DE19732327743 DE 19732327743 DE 2327743 A DE2327743 A DE 2327743A DE 2327743 B2 DE2327743 B2 DE 2327743B2
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Description

TKÄSSfÜii-l, 3, dadurch ge- « kennzeX« dal die Federglieder jeweils in Form TKÄSSfÜii-1, 3, thus characterized by the fact that the spring links are each shaped

eine Seilende!« an« fm ^ d m|l „■-.« erf.ndungs- an end of the rope! "to" fm ^ d " m | l " ■ -. "

^f^^ ausgestattet ,st. ^ f ^^ fitted, st.

i8. 2 zeig, vergrößert und schemafsch e,„e„ TIi 8 . 2 show, enlarged and schematic, "e" TI

Löschen»« ein B,ockdiagrarr,rr, ,„erDelete »« a B, oc k diagrarr, rr,, "er

Ld 2 zeigen e.nen Körper 10. ^r, A=hse X-X geKeue" werden sol, MLd 2 show e.nen body 10. ^ r, A = hse XX chewing "will be sol, M

35 3 5

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Lage eines Körpers um eine Achse.The invention relates to a device for controlling the position of a body around an axis.

Es gibt viele Fälle, bei denen die Lage eines Körpers um eme Achse konstant gehalten werden muß Wird ein solcher Körper durch eine Achse abgestutzt so +o ist eine derartige Steuerung nur eme Frage der Pertstellung von Bewegungen um diese Achse und dei Ausübung eines Rückstellmomentes m.ttels geexter Steuerflächen zur Korrektur der Drehung um die Achse. Die Messung der Bewegung kann hierbei mit Hilfe eines Kreisels erfolgen.There are many cases where the position must be maintained constant of a body to eme axis If such a body truncated by an axle so + o is such control only eme question of Pert position of movement about said axis and dei exercise a restoring torque m by means of extended control surfaces to correct the rotation around the axis. The movement can be measured with the aid of a gyroscope.

Bei künstlichen SaUlliten oder anderen frei aufgehängten Körpern ist es jedoch nicht möglich, eine Korrektur aufdiese relativ einfache Weise^uerreichen. Die übliche Methode zur Lagekorrektur besteht dann mit Hilfe von Gasstrahlen den betreffender,Körper um eine seiner drei Achsen zu drehen. Nach eilig ist hier jedoch, daß der Impuls eines Gasstrahles dem Körper ein Drehmoment gibt, das, wenn es mcht korrigiert wird, dazu führt, daß sich der Korper Suierlich bewegt. Es muß daher ein entgegengesetzt gerichteter Impuls ausgeübt werden, um die Bewegung anzuhalten. Ein derartiges System erfordert daher eine nahezu fortgeseute Verwendung von Gas-With artificial saUllites or other freely suspended Bodies, however, cannot produce a Achieve correction in this relatively simple way. The usual method of correcting the position then exists with the help of gas jets the body in question to rotate one of its three axes. After is in a hurry here, however, that the momentum of a gas jet gives the body a torque which it can if it can corrected, causes the body to move suierlich. It must therefore be an opposite Directed impulse applied to the To stop movement. Such a system therefore requires an almost continued use of gas

strahlen. Da der Gasvorrat jedoch begrenzt .st und a. nicht erneuert werden kann wird hierdurch d.e Betriebszeit eines Satelliten stark e.ngeschrankt.shine. However, since the gas supply is limited .st and a. This means that the operating time cannot be renewed of a satellite severely limited.

Der Erfindung liegt daher die Aufgab« zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannte^ Art zu jctajfen, die eine Steuerung der Lage eines Körpers um Sd. Achse ohne Anwendung äußerer Impulse msbesondere ohne Anwendung von Gasstrahlen ermöglicht. The invention is therefore based on the object of providing a device of the type mentioned at the beginning, which is a control of the position of a body around Sd. Axis without the application of external impulses in particular made possible without the use of gas jets.

gestellt. dem Gewicht 13 ist ein Elektro-posed. the weight 13 is an electric

J^J 15 so angeordnet, daß die Masse 12 um die Drehachse ausbalanciert ist. , . c. ■ ,J ^ J 15 so arranged that the mass 12 is balanced about the axis of rotation. ,. c . ■,

geeigneten Steuerkreis. Ein m den J Jngebauter Motor 16 ist mit einem Ge- ^Y" k eg,tjdas die Drehbewegung des Motors nebe 11^ Pghwi Regung n»t gesteuertersuitable control circuit. A m the length JJ bauter motor 16 is provided with an overall ^ Y "k eg, tjdas the rotation of the motor 11 Nebe ^ Pg HWI impulse n» t-controlled

™ «Je umwandelt. Der Ausgang des Getriebes 17™ «J e converts. The output of the transmission 17

p _mi. oe an dnen Sensor 18 ange- p _mi. oe connected to the sensor 18

fe ^usgang ^. die wink^stel,ung f e ^ output ^. the wink ^ stel, clothes

und die Richtung der Masse 12 bestimmt. Der Ausundd»R^^ an ejne elektromagnet.sche gang,des^a hlossen. Diese steuert dasand determines the direction of the mass 12. The exit and the "R ^^" to an electric magnetic passage, of which the ^ a closed . This controls that

Ste^chaltung 1 £ ^ Elcktromagneten I5, d,e An'egen^^ s ^ sjnd Ste ^ circuit 1 £ ^ Elcktromagneten I 5 , d, e An'egen ^^ s ^ sjnd

.ufd er^Mjl^ E^nrichtung 20 vorgesehen, um d.e «ist e ^^ zweckinaßlgprwe,&e ,n.ufd er ^ Mjl ^ E ^ device 20 intended to de «is e ^^ purpose-built prw e , & e , n

Lage der μ Bewegungen um d.e AchsePosition of the μ movements around the axis

Fonn e me κ.«.^ L eßgerat 20 kann durch X X feststeiju den wcnn ejn Wechsel derFonn e me κ. « . ^ L eßgerat 2 0 can be fixed by XX the wcnn e j n change of

jJ^Serig^ Der Ausgang des Lagemeß-Lag e Steuerschaltung 19 angeschlossen,jJ ^ Serig ^ The output of the Lagemeß-Lag e control circuit 19 connected,

serates zum ™hwingt die Masse 12 im Winkel um I^™6^ f serates zum ™ hwingt the mass 12 at an angle of I ^ ™ 6 ^ f

Imin the

dggdgg

Steuerschaltung 19 angesch ™hwingt die Masse 12 im Winkel um ^ if vorgegebener Frequenz Die ,itIlde Jrd gesteuert und kann efse ±10° betragen. Die Lage der Gewird so gesteuert, daß unter statischen Be-Control circuit 19 angesch ™ hwingt the mass 12 at an angle to ^ i f the predetermined frequency, itIlde J rd controlled and can EFSE ± 10 °. The position of the Gew is controlled in such a way that under static loads

^oJUte nicht auf die Achse X-X zu ^ emen kon.^ oJUte not on the axis XX to ^ emen kon .

nd von der Achse einhalten.Adhere to nd of the axis.

0 10 um die Achse X-X gedreht ^ wer(£n die Gewichte so gesteuert, daß 0 10 rotated about the axis XX ^ who ( £ n controlled the weights so that

während der Drehung der Masse 12 m einer Richtung Da Z1 größer als /, ist und / und g} konstant bleiben,during the rotation of the mass 12 m in one direction Since Z 1 is greater than /, and / and g } remain constant,

die Gewichte m einer ihrer Extrem-Stellungen sind, so ist q% größer als ρ»' und der Körper 10 hat eineIf the weights m are one of their extreme positions, then q % is greater than ρ »'and the body 10 has one

während bei einer Drehung der Masse 12 in entgegen· resultierende Gegenuhrzeigerdrehung von g% bis &'while a counterclockwise rotation of the mass 12 results in a counterclockwise rotation from g % to &'

gesetzter Richtung die Gewichte in ihrer anderen ausgeführt.In the opposite direction, the weights are carried out in their other direction.

Extrem-Stellung sind. Dies ruft eine Veränderung oder 5 Wird das Verfahren wiederholt, so ergibt sich eineAre extreme positions. This calls for a change or 5 If the procedure is repeated, this results in a Modulation des Trägheitsmomentes der Masse 12 weitere Gegenuhrzeigerdrehung des Körpers 10.Modulation of the moment of inertia of the mass 12 further counterclockwise rotation of the body 10.

hervor. SoU der Körper 10 in entgegengesetzter Richtung,emerged. SoU the body 10 in the opposite direction,

rv-„ \/nrrir.ur.mB „-w*«* t i«—a n~» <*· η·m Uhrzeigerrichtung gedreht werden, so wird dasrv- " \ / nr rir.ur. mB "-w *" * t i "- a n ~"<* · η · m are turned clockwise, this will be

D«e Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Trägheitsmoment der Maste 12 in der entgegengesetz-The device works as follows: the moment of inertia of the mast 12 in the opposite

Angenommeö, der Körper 10 habe ein Trägheits- io ten Phase moduliert. Dies bedeutet, daß die Gewichte moment / und die Masse 12 habe em Trägheits- 13 in ihrer äußersten Stellung bei Gegenuhrzeigerdremoment /, dann führt eine Drehbewegung der Masse 12 hung der Masse 12 und sie in ihrer innersten Stellung um die Achse X-X um einen Winkel Q1 dazu, daß der bei Uhrzeigerdrebung der Masse 12 sind. Wenn überKörper 10 sich in entgegengesetzter Richtung um haupt keine Drehung erforderlich ist, so wird die einen Winkel Qt dreht, so daß 15 Position der Gewichte konstant gebalten, vorzugsjg _ j, weise m der innersten Stellung, um die Stärke derAssume that the body 10 has modulated an inertial phase. This means that the weights moment / and the mass 12 has em inertia 13 in its outermost position at counterclockwise moment /, then a rotary movement of the mass 12 leads to the mass 12 and it in its innermost position around the axis XX by an angle Q 1 to the fact that the mass 12 are at Uhrzeigerdrebung. If the body is required in the opposite direction to no rotation 10, so that is an angle Q t rotates so that position 15 of the weights constant gebalten, preferably jg _ j, m as the innermost position to the strength of the

Schwingung des Körpers 10 zu reduzieren.Reduce vibration of the body 10. Dasselbe gilt für eine Drehung der Masse 12 in Die vorgeschlagene Methode zur Modulierung desThe same applies to a rotation of the mass 12 in the proposed method for modulating the

entgegengesetzter Richtung. Wenn somit die Trag- Trägheitsmomentes der Masse 12 kann variiert werden, opposite direction. If thus the moment of inertia of the mass 12 can be varied,

heitsmomente des Körpers 10 und der Masse 12 20 Die Steuerung kann auch für zwei oder 3 Achsenmoments of the body 10 and the mass 12 20 The control can also be for two or 3 axes

konstant gehalten werden, so schwingen beide um angewendet werden, wobei fü' jede gesteuerte Achseare kept constant, so both oscillate to be applied, whereby for each controlled axis

eine Mittelstellung. eine kleine drehbare Masse mit veränderlichem Träg-a middle position. a small rotatable mass with variable inertia

Wenn jedoch die Masse 12 sich beispielsweise in heitsmoment erforderlich ist.However, if the mass 12 is required, for example, in unit moment.

Uhrzeigerrichtung dreht, während ihr Drehmoment Wenn beispielsweise die Masse 12 I % des gesamten ein Maximum Z1 hat, dann ist der Winkel ρ2 um den as Trägheitsmomentes darstellt und diese Masse eine sich der Körper 10 in entgegengesetzter Richtung dreht Schwingung von ±10° ausführt, wie oben erläutert, gegeben durch ρ2 = I1QjI. Wenn nun die Masse 12 so ändert der Körper 10 seine Lage um O1I0Je Sekunde sich in Gegenuhrzeigerrichtung dreht, während ihr bei einer Schwingung mit 5 Hz. Eine solche Lage-Drehmoment ein Minimum Z2 hat, dann ist der Win- änderung bzw. Änderungsgeschwindigkeit eignet sich kel ρ2', um den sich der Körper 10 in Uhrzeigerrichtung 30 zur Kompensierung der kleinen zufälligen Lageändedreht unterschiedlich, nämlich ^qJI. rungen, die bei Satelliten auftreten.Rotates clockwise, while its torque If, for example, the mass 12 I% of the total has a maximum Z 1 , then the angle ρ 2 represents the moment of inertia and this mass, the body 10 rotates in the opposite direction, performs an oscillation of ± 10 ° , as explained above, given by ρ 2 = I 1 QjI. If now the mass 12 changes its position by O 1 I 0 per second it rotates counterclockwise, while you rotate with an oscillation at 5 Hz. Such a position torque has a minimum Z 2 , then the change in wind or the rate of change is suitable kel ρ 2 'by which the body 10 rotates differently in the clockwise direction 30 to compensate for the small, random position changes, namely ^ qJI. ments that occur with satellites.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

wird dies erreicht durch eine angebracht ist, daß «tethis is achieved by a it is appropriate that «te ,»»el Sehte (J3) wnfaBt, die W «1« » OT ausbalanciert so angeordnet sind daß die Abstände der Gewichte (13) von der Drehachse der , »» El Sehte (J3) suggests that the W «1« »OT are balanced so that the distances between the weights (13) and the axis of rotation of the Tnsprueh 2, dadurch ge- ^ SLÄSSprueh 2, thereby creating ^ SLÄS
DE19732327743 1972-06-09 1973-05-30 Device for controlling de / position of a body around an axis Expired DE2327743C3 (en)

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DE2327743A1 DE2327743A1 (en) 1973-12-20
DE2327743B2 true DE2327743B2 (en) 1974-08-08
DE2327743C3 DE2327743C3 (en) 1975-03-20

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FR2188864A5 (en) 1974-01-18
DE2327743A1 (en) 1973-12-20
JPS4962881A (en) 1974-06-18
DE2327743C3 (en) 1975-03-20

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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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