DE3214383A1 - DEVICE FOR MAGNETIC POSITIONING OF A SATELLITE - Google Patents
DEVICE FOR MAGNETIC POSITIONING OF A SATELLITEInfo
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Description
Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, 05.04.82Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, April 5th, 1982
Gesellschaft mit BT01- Froh-th beschränkter HaftungSociety with BT01- Froh-th limited liability
München 8842Munich 8842
Einrichtung für die magnetische Lageregelung eines Satelliten ". Device for the magnetic position control of a satellite ".
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die magnetische Lageregelung eines Satelliten zur Verhinderung von Störungen in der Lage des Satelliten infolge von Magnetfeldänderungen.The invention relates to a device for the magnetic position control of a satellite for prevention of disturbances in the position of the satellite as a result of changes in the magnetic field.
Es ist bekannt, aufgrund des Zusammenwirkens des Magnetfeldes der Erde mit einem an Bord des Satelliten künstlich erzeugten magnetischen Momentes, einen Drall auf den Satelliten auszuüben, mit dessen Hilfe die Lage des Satelliten geregelt werden kann.It is known to be artificial due to the interaction of the earth's magnetic field with one on board the satellite generated magnetic moment to exert a twist on the satellite, with the help of which the position of the satellite can be regulated.
DieserDrall T der auf den Satelliten wirkt, kann nach der folgenden Gleichung ausgedrückt werden:This twist T acting on the satellite can be expressed using the following equation:
T = MxBT = MxB
worin M das magnetische Moment ist, welches von der Einrichtung an Bord des Satelliten erzeugt wird, und B das Magnetfeld der Erde ist. Aus der Gleichung folgt, daß der Satellit in seiner Lage geregelt werden kann, indem ein resultierendes magnetisches Moment mit einer passenden Regelungslogik erzeugt wird.where M is the magnetic moment generated by the facility on board the satellite and B is the Earth's magnetic field is. It follows from the equation that the position of the satellite can be regulated by a resulting magnetic moment is generated with a suitable control logic.
- 3 - Akte 8842- 3 - File 8842
Es ist ein System bekannt, mit dem eine kontinuierliche Regelung des magnetischen Momentes vorgenommen werden kann. Hierzu wird ein Lageregelungssignal verwendet, welches Richtung und Stärke des Magentfeldes der Erde repräsentiert und welches von einem magnetischen Sensor an Bord des Satelliten festgestellt wird. Dieses bekannte System ist kompliziert, da es die Verwendung eines magnetischen Sensors benötigt.A system is known with which a continuous Regulation of the magnetic moment can be made. A position control signal is used for this, which direction and strength of the magnetic field of the earth represents and which of a magnetic one Sensor on board the satellite is detected. This known system is complicated in that it uses a magnetic sensor is required.
Zur Beseitigung des oben genannten Nachteils ist ein Lageregelungssystem vorgeschlagen worden, welches lediglich Informationen über die vorhergesagte Polarität des Magnetfeldes der Erde unter der Bahn des Satelliten verwendet. Dieses bekannte Svstem leidet unter dem Nachteil, daß die Anordnung der Magnetfeldsensoren am Satelliten auf mögliche satelliteneigene Magnetfelderzeuger sehr genau und damit aufwendig abgestimmt sein muß.To eliminate the above-mentioned disadvantage, a position control system has been proposed which only Information about the predicted polarity of the earth's magnetic field beneath the satellite's orbit is used. This well-known system suffers from the disadvantage that the arrangement of the magnetic field sensors on the satellite on possible satellite's own magnetic field generator very much must be coordinated precisely and therefore laboriously.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher abrupte Änderungen im Drall während der Änderungen des Magnetfeldes vermieden werden können, und mit der auf komplizierte Bauelemente, wie Magnetfeldsensoren verzichtet werden kann.The object of the invention is to create a device with which abrupt changes in the twist during the changes in the magnetic field can be avoided, and with the on complicated components, such as magnetic field sensors can be dispensed with.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß einem Schalterkreis ein Lageregelungssignal für das magnetische Moment wie z.B. ein Lagefehlersignal zuführbar ist, und daß dazu im Schalterkreis .ein Polaritätssignal von einem Zeitsignalerzeuger addierbar ist, wobei das Polaritätssignal das Magnetfeld der Erde anzeigt, daß einem Glättungsglied welches ein Verzögerungsglied oder einenThis object is achieved in that a switching circuit has a position control signal for the magnetic moment how e.g. a position error signal can be supplied, and that for this purpose a polarity signal of a time signal generator can be added, the polarity signal indicating the magnetic field of the earth that one Smoothing element which is a delay element or a
Integrator enthält, das Ausgangssignal des Schalters aus den beiden Eingangssignal zuführbar ist, und daß das Ausgangssignal des Glättungsgliedes der Einrichtung zur Erzeugung des magnetischen Moments an Bord des Satelliten zuführbar ist.Contains integrator, the output signal of the switch can be supplied from the two input signals, and that the output signal of the smoothing element of the device for generating the magnetic moment on board the Satellite is feedable.
Da es für die Wirtschaftlichkeit der Weltraumfahrt entscheidend darauf ankommt, die Anzahl der benötigten Teile zu vermindern bzw. Energieverbrauch und Kompliziertheit auf ein Minimum zu beschränken, liegt der besondere Vorteil der Erfindung darin, daß die Lageregelung eines Satelliten mit Hilfe der resultierenden Magnetfelder aus Erde' und künstlich erzeugtem Magnetfeld in sehr aufwandsarmer Weise durchgeführt werden kann.Since the number of parts required is crucial for the profitability of space travel to reduce or to reduce energy consumption and complexity to a minimum, is the special Advantage of the invention is that the position control of a satellite with the help of the resulting magnetic fields from earth 'and artificially generated magnetic field can be carried out in a very inexpensive manner.
Die Erfindung ist anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der ErfindungFig. 1 is a block diagram of the invention
.Fig. 2a,.Fig. 2a,
2b,2c,2d Signalverläufe innerhalb des Blockschaltbildes von Fig. 1.2b, 2c, 2d signal curves within the block diagram of Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 wird ein Regelsignal 1 für das Magnetmoment z.B. ein Lagefehlersignal einem Schaltkreis 3 zugeführt, dem ebenfalls ein Polaritätssignal von einem Zeitsignalerzeuger 2 zugeführt wird, wobei letzteres Signal ein Polaritätssignal aufgrund des Magnetfeldes der Erde ist. Das Ausgangssignal des Schaltkreises 3 wird durch ein Glättungsglied 4, welches auch ein Verzögerungsglied erster Ordnung darstellt, einer Magnetspule 5 zugeführt, aufgrund dessen die Magnetspule 5 ein magnetisches Moment erzeugt.According to Fig. 1, a control signal 1 for the magnet torque, e.g. a position error signal, is fed to a circuit 3, which is also supplied with a polarity signal from a time signal generator 2, the latter signal being a Polarity signal is due to the earth's magnetic field. The output of the circuit 3 is through a Smoothing element 4, which is also a delay element represents the first order, fed to a magnetic coil 5, due to which the magnetic coil 5 has a magnetic moment generated.
Akte 8842 32 1 A 38 3File 8842 32 1 A 38 3
Die Magnetspule 5 kann sowohl um die Rollachse oder in Flugrichtung des Satelliten für die Lageregelung des Satelliten oder um die Nick- und Gierachse angebracht werden.The solenoid 5 can be either around the roll axis or in the direction of flight of the satellite for the position control of the Satellites or around the pitch and yaw axes.
Die Fig. 2a bis 2d zeigen die Signalformen an verschiedenen Stellen. Ausgehend davon, daß das Magnetfeld der Erde in Richtung zur Erde oder aber auch entlang der Gierachse in der Signalform Fig. 2a sich ändert, wobei dieses Magnetfeld zusammenwirkt mit dem magnetischen Moment welches von der Magnetspule 5 zur Drallerzeugung erzeugt wird, so gibt der Zeitsignalerzeuger 2 ein Polaritätssignal in der Form der Fig. 2b ab. 2a to 2d show the waveforms at different points. Assuming that the magnetic field of the Earth in the direction of the earth or also along the yaw axis in the signal form Fig. 2a changes, this being the case The magnetic field interacts with the magnetic moment generated by the magnetic coil 5 to generate a twist is, the time signal generator 2 emits a polarity signal in the form of FIG. 2b.
Ohne das Glättungsglied 4 würde ein erzeugtes magnetisches Moment denselben Signalverlauf haben wie in Fig. 2b gezeigt. Unter der Verwendung des Glättungsgliedes 4 wie in Fig. 1 dargestellt, wird ein magnetisches Moment erzeugt, welches die Signalform in Fig. 2c hat wobei die Signalform gekennzeichnet wird durch das Verzögerungsglied erster Ordnung. Dieses von der Magnetspule 5 erzeugte magnetische Moment wirkt mit dem Magnetfeld der Erde,Without the smoothing element 4, a generated magnetic moment would have the same signal profile as in FIG. 2b shown. Using the smoothing member 4 as shown in Fig. 1, a magnetic moment is generated generated, which has the waveform in Fig. 2c, the waveform being characterized by the delay element first order. This magnetic moment generated by the magnetic coil 5 acts with the earth's magnetic field,
_ , bei.einer Pol- bzw. polnahen Umlaufbahn , welches/aie Sxgnalform nach Fig. 2a hat zusammen und produziert einen geglätteten Drall nach der Signalform der Fig. 2d womit die Lageregelung des Satelliten unter Ausschaltung von Störungen vorgenommen werden kann._, in an orbit or orbit close to the pole, which has the signal form according to FIG. 2a together and produces a smooth twist according to the signal form of FIG Elimination of disturbances can be made.
Wie zu entnehmen, kann die Einrichtung sowohl für die magnetische Regelung des Satelliten um die Nickachse als auch zur magnetischen Lageregelung um die Roll und Gierache angewendet werden.As can be seen, the device can be used both for the magnetic control of the satellite around the pitch axis as well as for magnetic position control around the roll and yaw axis.
Selbstverständlich kann auch im Glättungsglied 4 statt des Verzögerungsgliedes erster Ordnung ein solches höherer Ordnung gewählt werden oder aber auch ein Integrator.Of course, instead of the first-order delay element, a higher-order delay element can also be used in the smoothing element 4 Order can be chosen or an integrator.
ι (θ · ι (θ
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Family Applications (1)
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Legal Events
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