DE3214382A1

DE3214382A1 - Device for the orientation control of a satellite

Info

Publication number: DE3214382A1
Application number: DE19823214382
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Math. 8012 Ottobrunn Brüderle; Naoyuki Kamakura Kanagawa Natori
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1983-11-03
Also published as: DE3214382C2; JPH0442239B2; JPS58183390A

Abstract

In order to reduce the orientation deviations of a satellite which is equipped with a flywheel and is preferably stabilised in three axes, during the discharge of the flywheel, an electrical control signal for the speed change on the flywheel is emitted from a discharge circuit at the same time as a spin which is produced by a correction device and acts on the satellite so that the spin which is exerted by the correction devices on the satellite can be generated at the same time as and simultaneously with the discharge of the flywheel, and both moments thus counteract one another. <IMAGE>

Description

Einrichtung für die Lageregelung eines Satelliten Device for the attitude control of a satellite

Die Erfindung befaßt sich mit einer Einrichtung für die Lageregelung eines Satelliten, vorzugsweise eines dreiachsenstabilisierten Satelliten mit einem Drallrad, zur Verminderung von Lageabweichungen des Satelliten während des Entladen des Drallrades.The invention is concerned with a device for position control a satellite, preferably a three-axis stabilized satellite with a Swirl wheel, to reduce deviations in the position of the satellite during unloading of the twist wheel.

Das Entladen eines überschüssigen im Drallrad gespeicherten Winkelmomentes wird normalerweise dadurch ausgeführt, daß ein Winkelmoment, welches dem überschüssigen Winkelmoment äquivalent ist, dem Satelliten mittels einer Schubdüse oder ähnl. Einrichtungen mitgeteilt wird.The unloading of an excess angular moment stored in the momentum wheel is normally carried out in that an angular moment, which is the excess Angular moment is equivalent to the satellite by means of a thruster or similar. Facilities is communicated.

Dieser Stand der Technik zum Entladen eines Drallrades ist in Fig. 1 näher dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Sensor 1 für die Feststellung der Lage des Satelliten, einen Regelkreis 2, ein Drallrad 3 und einen Entladekreis 4 für die Feststellung und Auslösung des Entladens ausgehend von der Drehzahl des Drallrades. Mit 5 ist eine magnetische Drehmomenteinrichtung oder z.B. eine Schubdüse bezeichnet, mit welcher ein Drehmoment zum Entladen erzeugt wird.This prior art for unloading a spin wheel is shown in Fig. 1 shown in more detail. Fig. 1 shows a sensor 1 for determining the position of the Satellites, a control circuit 2, a spin wheel 3 and a discharge circuit 4 for the Determination and triggering of the unloading based on the speed of the spin wheel. 5 denotes a magnetic torque device or, for example, a thrust nozzle, with which a torque for discharging is generated.

Mit dem Block 6 ist die Funktion der Bewegung des Satelliten bezeichnet. Die gestrichelten Pfeile zeigen die Richtung der Bewegung des Drallrades und des Satelliten an, während die anderen Pfeile den Signalfluß in der Einrichtung anzeigen.The block 6 denotes the function of the movement of the satellite. The dashed arrows show the direction of movement of the twist wheel and the Satellites while the other arrows indicate the signal flow in the facility.

Die Funktion der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung ist die folgende: Der Sensor 1 detektiert die Lage des Satelliten und produziert ein entsprechendes Signal für den Antrieb des Drallrades 3 unter der Kontrolle des Regelungskreises 2. Mit der Drehzahländerung des Drallrades oder dessen Winkelmoment wird ein Drall erzeugt, welcher den Satelliten in die Richtung des Pfeiles A bewegt. Es wird mithin das Drallrad aktiviert um die Lage des Satelliten zu regeln so wie es der Feststellung des Sensors 1 entspricht.The function of the device shown in Fig. 1 is as follows: The sensor 1 detects the position of the satellite and produces a corresponding one Signal for the drive of the impeller 3 under the control of the control circuit 2. With the change in speed of the twist wheel or its angular momentum, a twist is created which moves the satellite in the direction of arrow A. So it will the momentum wheel is activated to regulate the position of the satellite as it is noting of sensor 1 corresponds.

Wenn nun die Drehzahl oder das Winkelmoment des Drallrades von einem normalen Bereich abweicht, so ist es notwendig, das Drallrad zu entladen bzw. die Drehzahl oder das Winkelmoment in den Normalbereich zurückzuführen.If now the speed or the angular moment of the twist wheel of a deviates from the normal range, it is necessary to unload the impeller or the Speed or the angular moment in the normal range.

Um dies auszuführen bestimmt der Entladekreis 4, basierend auf der Drehzahl des Drallrades ob das Entladen des Drallrades durchgeführt werden muß oder nicht. Muß entladen werden, so wird durch die magnetische Drallerzeugung oder Schubdüsen oder ähnl. ein Drall bzw. ein Drehmoment erzeugt, welches gegen den Drall arbeitet, der aufgrund der Bewegung des Satelliten entsteht, - für das Drallrad in Richtung des Pfeiles B-, so daß die Drehzahl des Drallrades bzw. dessen Winkelmoment auf den Normalbereich zurückgeführt wird.To do this, the discharge circuit 4 determines based on the Speed of the spin wheel whether the unloading of the spin wheel has to be carried out or not. If it has to be discharged, this is done by the magnetic swirl generation or thrust nozzles or similar generates a twist or a torque that works against the twist, which arises due to the movement of the satellite, - for the spin wheel in the direction of the arrow B-, so that the speed of the spin wheel or its angular moment is returned to the normal range.

Mit dieser bisher gebräuchlichen Methode des Entladens des Winkelmomentes, d.h. mit der Rückführung des Winkelmomentes des Drallrades in den Normalbereich zum Entladen nachdem dem Satelliten ein Winkelmoment mitgeteilt worden ist, kann es auftreten, daß dadurch der Satellit in seiner Lage gestört wird, so daß die Genauigkeit der Lageregelung des Satelliten nicht mehr gegeben ist bzw.With this previously common method of discharging the angular moment, i.e. with the return of the angular moment of the twist wheel to the normal range for discharging after the satellite has been informed of an angular moment it occur that the satellite is disturbed in its position, so that the accuracy the position control of the satellite is no longer given or

während der Phase des Entladens des Drallrades die Mission des Satelliten unterbrochen werden muß.the mission of the satellite during the phase of unloading the momentum wheel must be interrupted.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung anzugeben, mit der ein Entladen des Drallrades möglich wird ohne daß die Mission des Satelliten unterbrochen werden müßte bzw. Störungen in der Lage des Satelliten auftreten können.The object of the invention is to provide a device with which unloading of the spin wheel is possible without the mission of the satellite being interrupted would have to or disturbances in the position of the satellite can occur.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß gleichzeitig mit einem durch eine Korrektureinrichtung auf den Satelliten wirkenden Drall, von einem Entladekreis ein elektrisches Steuersignal für die Drehzahländerung an das Drallrad abgegeben wird, so daß zur selben Zeit und simultan mit dem Entladen des Drallrades der von den Korrektureinrichtungen auf den Satelliten ausgeübte Drall erzeugbar ist und sich somit beide Momente gegenseitig aufheben.This object is achieved in that at the same time with one through a correction device acting on the satellite spin, from a discharge circle an electrical control signal for the speed change is sent to the impeller is, so that at the same time and simultaneously with the unloading of the swirl wheel of the swirl exerted on the satellite can be generated by the correction devices and thus both moments cancel each other out.

Die Erfindung ist anhand der Fig. 2 näher erläutert, wobei die Zahlen 1 bis 6 dieselben Bausteine bezeichnen wie in Fig. 1 und deshalb beibehalten worden sind. Der Unterschied zur Fig. 1 findet sich darin, daß der Ausgang des Entladekreises 4 sowohl der Einrichtung 5 als auch dem Drallrad 3 unmittelbar zugeführt wird.The invention is explained in more detail with reference to FIG. 2, the numbers 1 to 6 denote the same building blocks as in Fig. 1 and have therefore been retained are. The difference to Fig. 1 is that the output of the discharge circuit 4 is fed directly to both the device 5 and the impeller 3.

Der Entladekreis 4 gibt ein Signal C an die Korrektureinrichtung 5 ab, damit diese einen Entladedrall erzeugt.The discharge circuit 4 sends a signal C to the correction device 5 so that it generates a swirl of discharge.

Zur selben Zeit wird ein Signal an das Drallrad 3 abgegeben so daß ein Winkelmoment im Drallrad 3 erzeugt wird welches äquivalent ist dem Winkelmoment, welches durch den Entladedrall erzeugt wird. Durch das Zuführen des Signals C vom Entladekreis 4 zum Drallrad 3 wird ein Winkelmoment auf den Satelliten ausgeübt, welches verhindert, daß dieser in Lagestörungen während des Entladens von überschießenden Winkelmoment des Drallrades gerät. Daraus folgt, daß das elektrische Signal, welches dem Drallrad zugeführt wird um das Winkelmoment zu entladen, in ebenso wie das Winkelmoment, welches von der Korrektureinrichtung 5 auf den Satelliten ausgeübt wird, so wirkt daß zur selben Zeit und simultan mit dem Entladen des Drallrades Winkelmomente entstehen, welche sich gegenseitig aufheben. Daraus folgt, daß die Störungen in der Lage des Satelliten auf ein Minimum reduziert werden.At the same time a signal is given to the impeller 3 so that an angular moment in the momentum wheel 3 is generated which is equivalent the angular moment generated by the discharge spiral. By feeding of the signal C from the discharge circuit 4 to the spin wheel 3 is an angular moment on the satellite exercised, which prevents this in positional disturbances during unloading of excessive angular moment of the momentum wheel. It follows that the electrical Signal that is fed to the impeller to unload the angular moment, in as well as the angular moment which is transmitted from the correction device 5 to the satellite is exercised, so that acts at the same time and simultaneously with the unloading of the impeller Angular moments arise which cancel each other out. It follows that the Disturbances in the position of the satellite are reduced to a minimum.

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Claims

Device for the attitude control of a satellite P a t e n t a n s p r u c h Device for position control of a satellite, preferably one three-axis stabilized satellite with a spin wheel to reduce positional deviations of the satellite during the unloading of the spin wheel, thereby g e k e n n z e i c h n e t that simultaneously with a generated by a correction device (5) Twist acting on the satellite, an electrical one from a discharge circuit (4) Control signal (C) for the speed change is given to the impeller (3), so that at the same time and simultaneously with the Ellçladen of the twist wheel (3) of the Correction devices (5) exerted swirl on the satellite can be generated and thus both moments cancel each other out.