RU1811500C - Method of controlling the space object orientation - Google Patents
Method of controlling the space object orientationInfo
- Publication number
- RU1811500C RU1811500C SU904872294A SU4872294A RU1811500C RU 1811500 C RU1811500 C RU 1811500C SU 904872294 A SU904872294 A SU 904872294A SU 4872294 A SU4872294 A SU 4872294A RU 1811500 C RU1811500 C RU 1811500C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flywheel
- angular
- rotation
- angular velocity
- turned
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: системы прецизионной ориентации космич.объектов релейного типа . Сущность изобретени : при использовании дл создани управл ющих моментов маховичного двигател ориентации измер ют угловую скорость вращени маховика, определ ее граничное значение в состо нии движени , когда весь кинетич.момент сосредоточен в маховике, а уменьшение величины управл ющего момента производ т при совпадении измеренного значени угловой скорости с указанным граничным ее значением, причем маховичный двигатель включают вс кий раз при выходе системы ориентации из зоны нечувствительности и выключают при входе в эту зону, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Usage: precision orientation systems of space objects of relay type. SUMMARY OF THE INVENTION: When using orientation to create control moments of a flywheel, the angular speed of rotation of the flywheel is measured, determining its boundary value in the state of motion, when the entire kinetic moment is concentrated in the flywheel, and the reduction in the value of control moment is performed when the measured value coincides angular velocity with its specified boundary value, and the flywheel engine is turned on whenever the orientation system leaves the dead zone and is turned off when entering this zone, 1 zp f-ly, 1 ill.
Description
Изобретение относитс к управл ющим средствам летательных аппаратов и может найти применение дл прецизионной ориентации в пространстве космических объектов (КО).The invention relates to control means of aircraft and can be used for precise orientation in space of space objects (CO).
Цель изобретени - упрощение реализации способа и повышение его помехозащищённости .The purpose of the invention is to simplify the implementation of the method and increase its noise immunity.
Сущность изобретени по сн етс графическими материалами, где на фиг. изображена фазова плоскость в координатах углового отклонени объекта р и угловой скорости объекта р дл одного канала стабилизации , при этом верхнему и нижнему пороговому значению углового отклонени соответствуют пр мые линии и . Часть плоскости, заключенной между этими лини ми, представл ет собой зону нечувствительности .The invention is illustrated in the graphic materials, where in FIG. the phase plane is shown in the coordinates of the angular deviation of the object p and the angular velocity of the object p for one stabilization channel, and the straight lines and correspond to the upper and lower threshold values of the angular deviation. A portion of the plane enclosed between these lines is a dead zone.
Способ, согласно изобретению, осуществл етс следующим образом. Пусть в начале процесса управлени объект находитс в точке 1 фазовой плоскости (фиг.). Допустим , что в данный момент времени по данному каналу управлени накоплен кинетический момент К. Тогда в точке 1 справедливо равенство:The method according to the invention is carried out as follows. Suppose that at the beginning of the control process the object is at point 1 of the phase plane (Fig.). Suppose that at a given moment in time, a kinetic moment K is accumulated on this control channel. Then at point 1 the equality holds:
K l (р + О, (1)K l (p + O, (1)
где индексы указывают точку на фазовой плоскости.where the indices indicate a point on the phase plane.
1 и i - моменты инерции объекта с маховиком и маховика в отдельности соответственно , a Q- углова скорость маховичного двигател .1 and i are the moments of inertia of the object with the flywheel and the flywheel separately, respectively, and Q is the angular velocity of the flywheel.
Поскольку точка 1 находитс вне зоны нечувствительности, прикладывают к Since point 1 is outside the deadband, apply to
ел о оate about
СдSd
ту управл ющий момент путем включени маковичного двигател . Изменение фазового состо ни объекта будет происходить по фазовой траектории 1-2, котора при посто нном значении управл ющего момента вл етс параболой с осью симметрии б р . В точке 2 объект попадает в зону нечувствительности , и маховичный двигатель выключают . Изменение фазового состо ни объекта будет происходить по фазовой траектории 2-3 (или по инерции, или под действием некоторого возмущающего момента, как показано, например, на фигуре ). В точке 3 объект выходит из зоны нечувствительности , и включают маховичный двигатель. Фазовой траекторией будет симметрична относительно оси парабола 3-4-5, а поэтому справедливы следующие соотношени :This control moment by turning on the poppy engine. The change in the phase state of the object will occur along a phase trajectory 1-2, which at a constant value of the control moment is a parabola with a symmetry axis b. At point 2, the object falls into the dead zone, and the flywheel engine is turned off. The change in the phase state of the object will occur along a phase trajectory 2-3 (either by inertia or by the action of a certain disturbing moment, as shown, for example, in the figure). At point 3, the object leaves the dead zone, and turn on the flywheel. The phase trajectory will be symmetrical about the parabola axis 3-4-5, and therefore the following relationships are true:
и and
К I рз + I К I ФА + I К Г jp5 + - 0.K I rz + I K I FA + I K G jp5 + - 0.
- . -.
т.к. кинетический момент К - медленно измен юща с величина, и потому принимаетс K const.because the kinetic moment K is a slowly varying quantity, and therefore K const is taken.
Из выражений (2) получаемFrom expressions (2) we obtain
i OI Ki OI K
Qj-ОзQj-Oz
QjQj
т.е. в точке 4 фазовой траектории, лежащей на оси 04 ( фи 0), накопленный кинетический момент сосредоточен в маховике махо- вичного двигател , а углова скорость вращени маховика, которую назовем кри- тической, равна среднему арифметическому двух значений угловых скоростей вращени маховика, измеренных при последовательных пересечени х фиксированной границы зоны нечувствительности во взаимопротивоположных направлени х, при этом следует отметить, что данный вывод сделан в предположении, что управл ющий момент - посто нный по величине. Таким образом, во всех точках, лежащих на оси при К const имеет место одно и то же значение угловой скорости вращени маховика махо- вичного двигател .those. at point 4 of the phase trajectory lying on the 04 axis (phi 0), the accumulated kinetic moment is concentrated in the flywheel of the flywheel, and the angular velocity of rotation of the flywheel, which we will call critical, is equal to the arithmetic mean of two values of the angular velocities of rotation of the flywheel, measured at successive intersections of the fixed boundary of the deadband in mutually opposite directions, it should be noted that this conclusion was made under the assumption that the control moment is constant in magnitude. Thus, at all points lying on the axis at K const, the same value of the angular velocity of rotation of the flywheel of the flywheel engine takes place.
В точке 5 при входе в зону нечувствительности маховичный двигатель выключаетс и аналогично - как после точки 2 - объект движетс по инерции (с посто ннойAt point 5, when entering the dead zone, the flywheel engine is turned off and similarly - as after point 2 - the object moves by inertia (with a constant
1010
15fifteen
20twenty
скоростью) или - как на фиг. - под действием возмущающего момента до точки 6.speed) or - as in FIG. - under the influence of a disturbing moment to point 6.
В точке б при выходе из зоны нечувствительности включают маховичный двигатель , измер ют угловую скорость его вращени Q и сравнивают с критической, т.е. О) ; движение происходит по параболе 6-7. В точке 7 углова скорость О/ становитс равной критической - уменьшают величину управл ющего момента, например выполн ют частотную модул цию (уменьшение в среднем) управл ющего момента. В св зи с уменьшением величины управл ющего момента движени объекта на фазовой плоскости будет отображатьс параболой 7-8 с меньшей крутизной , чем парабола 6-7, при одном и том же угловом отклонении от вершины. В св зи с этим углова скорость в точке 8 по абсолютной величине меньше, чем в точке 6, т.е.At point b, when leaving the dead zone, turn on the flywheel engine, measure the angular velocity of its rotation Q and compare it with the critical one, i.e. ABOUT) ; movement occurs along parabola 6-7. At point 7, the angular velocity O / becomes equal to critical — the amount of control torque is reduced, for example, frequency modulation (average decrease) of control torque is performed. In connection with a decrease in the control moment of the object's movement on the phase plane, a parabola 7-8 will be displayed with a lower slope than parabola 6-7, with the same angular deviation from the apex. In this regard, the angular velocity at point 8 in absolute value is less than at point 6, i.e.
(2)(2)
/ р& I / фв I/ p & I / fv I
(4)(4)
2525
30thirty
3535
4040
4545
50fifty
5555
В точке 8 при входе в зону нечувствительности маховичный двигатель выключают . Если углова скорость / (рй / достаточно мала, то фазова траектори может иметь вид 8-9-10, т.е. возмущающий момент вновь выведет объект из зоны нечувствительности в сторону р 0. Поскольку возмущающий момент на небольшом временном интервале (врем движени на участке 8-9-10) можно прин ть посто нным по величине, то аналогично , как на участке 3-4-5, можно определить граничное значение угловой скорости вращени маховика О- следующим образом:At point 8, when entering the dead zone, the flywheel engine is turned off. If the angular velocity / (pj / is sufficiently small, then the phase trajectory can take the form 8–9–10, i.e., the perturbing moment will again lead the object out of the dead zone to p 0. Since the perturbing moment is in a small time interval (the motion time on plot 8-9-10) can be taken constant in magnitude, then similarly, as on plot 3-4-5, you can determine the boundary value of the angular velocity of rotation of the flywheel O- as follows:
о - о - о, - Оз + Ј2ю S.4- ъ& - ь# -- ---o - o - o, - Oz + Ј2yu S.4- & & - b # - ---
где О&и QIO -измеренные и запомненные значени угловой скорости маховика при входе и выходе из зоны нечувствительности. Из выражений 3 и 5 следует, что граничное значение угловой скорости вращени маховика можно определ ть путем измерени двух значений угловой скорости вращени маховика при последовательных пересечени х фиксированной границы зоны нечувствительности в взаимопротивопо- ложных направлени х и вычислени среднего арифметического этих двух значений , при этом существенно, чтобы на интервале времени между указанными измерени ми двух значений угловой скорости к объекту прикладывалс посто нный по величине момент: управл ющий плюс возмущающий (вне зоны нечувствительности) или только возмущающий (внутри зоны нечувствительности ).where O & and QIO are the measured and stored values of the angular velocity of the flywheel when entering and leaving the dead zone. From expressions 3 and 5 it follows that the boundary value of the angular velocity of rotation of the flywheel can be determined by measuring two values of the angular velocity of rotation of the flywheel by successively crossing the fixed boundary of the dead band in mutually opposite directions and calculating the arithmetic mean of these two values, while so that in the time interval between the indicated measurements of the two values of the angular velocity, a constant momentum is applied to the object: control plus disturbing singing (outside the dead band) or only disturbing (inside the dead band).
В точке 10 при выходе из зоны нечувствительности включают маховичный двигатель , измер ют угловую скорость его вращени Q ; движение происходит по параболе 10-11. Когда в точке 11 выполнитс равенство Qn Or , уменьшают величину управл ющего момента, аналогично, как в точке 7. В св зи с уменьшением момента в точке 11 величина угловой скорости объекта в точке 12 по абсолютной величине будет меньше, чем в точке 10:At point 10, when leaving the dead zone, the flywheel is turned on, the angular velocity of rotation Q is measured; the movement takes place on a parabola 10-11. When the equality Qn Or is satisfied at point 11, the magnitude of the control moment is reduced, similarly to that at point 7. Due to the decrease in the moment at point 11, the magnitude of the angular velocity of the object at point 12 will be smaller in absolute value than at point 10:
/ I I рю // I I ryu /
т.е. аналогичный эффект, как и на траектории 6-7-8 (см. выражение (4).those. a similar effect as on trajectory 6-7-8 (see expression (4).
Такой эффект достигаетс всегда, когда происходит уменьшение управл ющего момента после достижени угловой скоростью вращени маховика граничного значени .This effect is always achieved when the control torque decreases after the angular speed of rotation of the flywheel reaches a limit value.
Как видно из диаграммы, если углова скорость объекта при входе в зону нечувствительности меньше, чем скорость выхода из зоны нечувствительности, то такой про- це сс управлени приводит к демпфированию колебаний, уменьшаютс амплитуды колебаний объекта как по скорости р, так и по угловому отклонению р.As can be seen from the diagram, if the angular velocity of the object at the entrance to the dead zone is less than the speed of exit from the dead zone, this control process leads to vibration damping, and the vibration amplitudes of the object decrease both in speed p and in angular deviation p .
При неизменном накопленном значении кинетического момента К, как видно из первого выражени 3, граничное значение угловой скорости вращени маховика будет посто нным, и дл управлени ориентацией достаточно произвести его определение один раз. В действительности, с течением времени под воздействием внешнего возмущающего момента величина К измен етс , и поэтому необходимо в процессе управлени ориентацией повтор ть - и таким образом уточн ть - граничное значение угловой скорости вращени маховика.With a constant accumulated value of the kinetic momentum K, as can be seen from the first expression 3, the boundary value of the angular velocity of rotation of the flywheel will be constant, and to control the orientation, it is sufficient to determine it once. In fact, over time, under the influence of an external disturbing moment, the value of K changes, and therefore it is necessary to repeat - and thus refine - the boundary value of the angular velocity of rotation of the flywheel during the orientation control process.
Приборно способ реализуетс , например , следующим образом.The instrument method is implemented, for example, as follows.
При помощи чисто релейного прибора измерени углового отклонени формируетс релейный сигнал, определ ющий верхний и нижний пороги углового отклонени . Если релейный сигнал отсутствует, то маховичный двигатель не включают. При по влении релейного сигнала - в зависимости от того, какой порог - верхний или нижний - включают маховичный двигатель в том или обратном направлении. Измер етс углова скорость вращени маховика, например , при помощи тахогенератора. Запоминаютс два значени угловой скоро Using a purely relay angular deviation measuring device, a relay signal is generated defining the upper and lower angular deviation thresholds. If there is no relay signal, then the flywheel motor is not turned on. When a relay signal appears - depending on which threshold - upper or lower - the flywheel engine is turned on in one direction or the other. The angular speed of rotation of the flywheel is measured, for example, using a tachogenerator. Two angular values are stored soon.
сти вращени маховика при последовательных по влени и исчезновени х (исчезновени х и по влени х) релейного сигнала, соответствующего одному и тому же порогуthe rotation of the flywheel during successive occurrences and disappearances (disappearances and occurrences) of the relay signal corresponding to the same threshold
5 (верхнему или нижнему). Вычисл етс среднее арифметическое указанных двух значений , т.е. определ етс граничное значение угловой скорости вращени маховика. Затем каждый раз, когда при наличии релей10 ного сигнала углова скорость вращени маховика становитс равной граничному значению, уменьшают абсолютную величину управл ющего момента, развиваемого маховичным двигателем. Граничное значе15 ние периодически контролируют (определ ют ) с течением времени.5 (top or bottom). The arithmetic average of these two values is calculated, i.e. the limit value of the angular speed of rotation of the flywheel is determined. Then, each time when, in the presence of a relay signal, the angular speed of rotation of the flywheel becomes equal to the boundary value, the absolute value of the control torque developed by the flywheel motor is reduced. The boundary value is periodically monitored (determined) over time.
Таким образом, способ приборно реализуетс с использованием чисто релейногоThus, the method is implemented instrumentally using a pure relay
20 прибора измерени углового отклонени , реализующего только верхний и нижний пороги углового отклонени . Такие приборы значительно проще и надежнее и более помехоустойчивы , чем измерительные прибо25 ры непрерывного или дискретного измерени .20, an angular deviation measuring device that implements only the upper and lower angular deviation thresholds. Such devices are much simpler and more reliable and more noise-resistant than measuring instruments of continuous or discrete measurement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904872294A RU1811500C (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Method of controlling the space object orientation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904872294A RU1811500C (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Method of controlling the space object orientation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1811500C true RU1811500C (en) | 1993-04-23 |
Family
ID=21539454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904872294A RU1811500C (en) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | Method of controlling the space object orientation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1811500C (en) |
-
1990
- 1990-07-31 RU SU904872294A patent/RU1811500C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Раушенбах Б.В., Токарь Е.Н. Управление ориентацией космических аппаратов. - М.: Наука, 1974 г., с.210-213. Каргу Л.И. Системы угловой стабилизации космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1973, с.72-89. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1172761A (en) | Method and apparatus for determining rotational speed | |
US4609990A (en) | Frequency measurement system | |
RU1811500C (en) | Method of controlling the space object orientation | |
US4494213A (en) | Dedicated correlator | |
EP0168785B1 (en) | Apparatus for removing a periodic bias from an information signal | |
JPS6218843B2 (en) | ||
US4249416A (en) | Apparatus for measuring engine torque | |
RU2127867C1 (en) | Method of dynamic measurement of angular displacements | |
SU1084157A1 (en) | Apparatus for measuring the rotation speed of vehicle wheel pair | |
SU809529A1 (en) | Triggering pulse shaping device | |
SU949503A1 (en) | Device for measuring rotation speed | |
US4238692A (en) | Method and device for producing start pulses in periodic motion process | |
SU1002820A1 (en) | Device for measuring roll diameter current value | |
RU1819831C (en) | Method of determination of relative angular velocity at oscillating process of control of orientation of object to movable reference point | |
SU373702A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE RATE OF MOTION OF NEUTRAL CONTROL FACILITIES | |
GB2105477A (en) | Measuring speed and acceleration using a differential transformer transducer | |
SU1103114A1 (en) | Lengthy material winding density meter | |
CS211515B1 (en) | Method of fixing the mechanical speed and connection for executing the same | |
RU1794865C (en) | Method for controlling mechanisms for movement rope- suspended load | |
SU1185312A1 (en) | Device for controlling positional drive | |
JPH0379457B2 (en) | ||
JPH0450533B2 (en) | ||
RU2091708C1 (en) | Gear measuring linear and angular movements | |
JPH01136072A (en) | Rudder angle speed detector | |
SU909700A1 (en) | Device for checking magnetic tape speed |