DE3214379C2 - Vorrichtung zur magnetischen Lageregelung eines Satelliten - Google Patents
Vorrichtung zur magnetischen Lageregelung eines SatellitenInfo
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- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
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Abstract
Die Erfindung befaßt sich mit der magnetischen Lageregelung von Satelliten (1), wobei diese sowohl Spin- oder auch dreiachsenstabilisiert sein können. Ein äußeres Störmoment (V) wird kompensiert, indem ein magnetischer Drallerzeuger (B) angesteuert wird und mit dem Magnetfeld der Erde zusammenwirkt. Um Fehler bei der Kompensierung möglichst klein zu halten, wird dem magnetischen Drallerzeuger (B) ein Signal zugeführt, welches die Addition eines Steuersignals (S) und eines Steuerungssignals (U) ist. Das Steuersignal (S) wird anhand des von einem Magnetsensor detektierten Signals, oder aber entsprechend einem Magnetfeld-Modell der Erde bestimmt. Das Steuerungssignal (U) wird im voraus anhand der Daten der Umlaufbahn, der Struktur des Satelliten u.ä. mathematisch oder experimentell bestimmt.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur magnetischen Lageregelung eines Satelliten, gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine derartige Vorrichtung unter Verwendung eines an Bord des Satelliten
befindlichem Magnetmomenterzeugers ist aus der DE-OS 19 48 760 bekannt.
In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer solchen bekannten Vorrichtimg dargestellt
In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer solchen bekannten Vorrichtimg dargestellt
Ein Satcüitenkörper ist mit A bezeichnet, ein Magnetmomenterzeuger mit B, mit Fein auf den Satellitenkörper
A mit Hilfe des Magnetmomenterzeugers B ausgeübtes Regelungsdrehmoment X ist der Lagezustand,
welcher aus Drehwinkel und Winkelgeschwindigkeit des Satellitenkörpers A resultiert.
K ist ein äußeres Störmoment, welches auf den Sateilitenkörper A aufgrund mechanischen Zusammenwirkens
mit der äußeren Umgebung einwirkt C ist ein Lagesensor, der den Lagezustand des Satellitenkörpers A feststellt,
N dessen Lageerfassungsfehler. Y ist dergemessene Lagezustand, Zdie Referenzlage in welche der Satellitenkörper
A eingeregelt werden soll, E die in einer Summierstelle 1 gebildete Differenz zwischen dem gemessenen
Signal Y und dem Referenzlagesignal Z, d. h. das Lagefehlersignal.
D ist eine Regelschaltung, der die Differenz E zugeführt wird, um daraus ein Steuersignal S für den Magnetmomenterzeuger
B zu erzeugen, so daß basierend auf dem Magnetfeld der Erde der Magnetmomenterzeuger B
das erforderliche Regelungsdrehmoment Γ erzeugen kann, um den Satellitenkörper A in die Referenzlage Z zu
überführen ozw. dort zu halten.
Das Steuersignal S^ann eßLweder durch magnetische Sensoren, welche das vorhandene Erdmagnetfeld messen,
oder aufgrund eine;; Modelies des Erdmagnetfeldes genommen werden, wobei ersteres vom Standpunkt der
Genauigkeit her vorzuziehen st.
Der Regelungskreis der F i g. 1 arbeitet mit einer geschlossenen Schleife und der Lagezustand JTdes Satellitenkörpers
A wird mittels Lagesensor C festgestellt, wobei das Steuersignal S aiiein mit Hilfe der Kontroiiogik D
erzeugt wird, ausgehend von dem Lagefehlersignal E.
Beim Regelungskreis der F i g. 1 kann zwar aufgrund der geschlossenen Schleife eine relativ einfache Stabilisierung
erzielt werden, das Lagefehlersignal E steigt aber proportional zum äußeren Störmoment V an.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit möglichst großer
Genauigkeit und ohne großen Aufwand die einwandfreie Lageregelungs eines Satelliten gestattet, und zwar
auch dann, wenn ein größeres äußeres Störmoment wirkt.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei der eingangs definierten Vorrichtung durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs genannten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, daß vor allem die für Instabilität und Lagefehler verantwortlichen äußeren
Störmomente wesentlich zuverlässiger und genauer kompensiert werden können als nach dem Stand der
Technik möglich. Daraus folgt, daß ein Satellit mit geringerem Kraftstoff- und Energieaufwand stabilisiert
werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in dem Blockdiagramm der F i g. 2 dargestellt. U ist ein
zusätzliches Steuerungssignal fur den Magnetmomenterzeuger B, aufgrund dessen dieser ein Drehmoment
erzeugt, welches mathematisch oder experimentell vorausbestimmte Störmomente, die sich aufgrund der
Umlaufbahn, der Struktur, der Ausrüstung des Satelliten u. ä. ergeben, beseitigt. Die übrigen Bezeichnungen
sind wie in Fig. 1 gewählt. Charakteristisch ist vor allem, daß dem Magnetmomenterzeuger B ein Signal zugeführt
wird, welches eine Addition (Summierstelle 2) der Steuersignale 5 und U darstellt.
Das Lagefehlersignal E kann wie folgt ausgedrückt werden:
E = [/ + GcGAGBGDrl ■ Gc ■ \GA ■ [V-GBU]-N] (1)
worin GA, GB, Gc, G0 Übertragungsfunktionen der Komponenten A, B, C bzw. D sind. Ausgangspunkt ist, daß
Z - 0, da dies die Beschreibung erleichert. Zusätzlich können GA, Gc und Wals konstant angesehen werden, da
sie von Eigenschaften sowohl des Satellitenkörpers A als auch des Lagesensors C abhängen. Das Lagefehlersignal
E' nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 kann wie folgt beschrieben werden:
E =[1+ GcGAGBGDVl ■ Gc · (G4 V-N) (2)
Wie aus der Gleichung (2) hervorgeht, ist das Lagefehlersignal £" proportional dem äußeren Störmoment
V.
| 32 14 379 | Unter der Annahme: | (3) | 5 | (4) |
| V = G11U | 10 (5) |
|||
| inn die Gleichung (1) geschrieben werden: | ||||
| E = [I + Gc'GaGbGd\ ' Gc ' [Gj * δV—N\ | (6) 15 | |||
| rin ist OV^V-G8U |
||||
| mit | 20 | |||
| öV<V | 25 | |||
| Aus einem Vergleich der Gleichungen (2) und (4) folgt: | 30 | |||
| E<E\ Mithin findet eine wesentliche Verbesserung statt. |
35 | |||
| Hierzu 1 Blatt Zeichnungen | 40 | |||
| 45 | ||||
| 50 | ||||
| 55 | ||||
| 60 | ||||
Claims (1)
- Patentanspruch:Vorrichtung zur magnetischen Lageregelung eines Satelliten, mit einem Magnetmomenterzeuger (B), einem Lagesensor (C), einer Summierstelle (1), der das Ausgangssignal ( Y) des Lagesensors (C) sowie ein die gewünschte Satellitenlage repräsentierendes Referenzlagesignal (Z) zur Bildung eines Lagefehlersignales (E) zugeführt werden, einer das Lagefehlersignal (E) verarbeitenden Regelschaltung (D) zur Bildung eines Steuersignal (S) für den Magnetmomenterzeuger (B), gekennzeichnet durch eine weitere, dem Magnetmomenterzeuger (B) vorgeschaltete Summierstelle (2), der außer dem von der Regelschaltung (D) gebildeten Steuersignal (S) ein weiteres Steuersignal (U) zugeführt wird, welches auf einer Vorausschätzung des auf der Umlaufbahn zu erwartenden Störmomentes basiert und so bemessen ist, daß dieses vorausgeschätzte Störmoment gerade kompensiert wird.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3214379A DE3214379C2 (de) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | Vorrichtung zur magnetischen Lageregelung eines Satelliten |
| JP58056785A JPS58183398A (ja) | 1982-04-20 | 1983-03-31 | 宇宙飛翔体の磁気姿勢制御方式 |
| GB08310476A GB2129969B (en) | 1982-04-20 | 1983-04-18 | Method of and apparatus for magnetically adjusting the position of a satellite |
| FR838306424A FR2525360B1 (fr) | 1982-04-20 | 1983-04-20 | Procede et dispositif de regulation magnetique d'attitude d'un satellite artificiel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3214379A DE3214379C2 (de) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | Vorrichtung zur magnetischen Lageregelung eines Satelliten |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3214379A1 DE3214379A1 (de) | 1983-10-27 |
| DE3214379C2 true DE3214379C2 (de) | 1986-10-30 |
Family
ID=6161262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3214379A Expired DE3214379C2 (de) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | Vorrichtung zur magnetischen Lageregelung eines Satelliten |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE3214379C2 (de) |
| FR (1) | FR2525360B1 (de) |
| GB (1) | GB2129969B (de) |
Families Citing this family (4)
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| DE4007497A1 (de) * | 1990-03-09 | 1991-09-12 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Vorrichtung zur lageregelung von raumstationen |
| CN106802225B (zh) * | 2016-12-31 | 2020-10-30 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 在时变温度场中六自由度非解耦机构末端位姿误差补偿法 |
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Family Cites Families (3)
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- 1982-04-20 DE DE3214379A patent/DE3214379C2/de not_active Expired
-
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Also Published As
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| GB2129969A (en) | 1984-05-23 |
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