RU2432595C1 - Способ коррекции параметров программы ориентации разгонного блока - Google Patents
Способ коррекции параметров программы ориентации разгонного блока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432595C1 RU2432595C1 RU2010127140/08A RU2010127140A RU2432595C1 RU 2432595 C1 RU2432595 C1 RU 2432595C1 RU 2010127140/08 A RU2010127140/08 A RU 2010127140/08A RU 2010127140 A RU2010127140 A RU 2010127140A RU 2432595 C1 RU2432595 C1 RU 2432595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- predicted
- orbit
- correction signal
- radius vector
- pitch
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области, связанной с управлением движением разгонного блока (РБ) при выведении его на заданную орбиту. Техническим результатом изобретения является повышение точности формируемой орбиты. Он достигается тем, что терминальное управление обеспечивает отработку отклонений от заданной орбиты по радиальной скорости ΔМ и радиус-вектору ΔR в прогнозируемый момент Тпр отсечки маршевого двигателя (МД). При этом фактическая отсечка МД выполняется в момент Тф при достижении текущим функционалом энергии заданного в полетном задании значения. При не совпадении моментов Тпр и Тф маневр заканчивается с отклонениями по радиальной скорости ΔVк и радиус-вектору ΔRк, что сказывается на точности формируемой орбиты. В предложенном способе прогнозируют параметры движения РБ на момент отсечки МД. По этим параметрам определяют отклонения радиус-вектора и радиальной скорости центра масс РБ от их значений на заданной орбите. Формируют сигналы коррекции управления по углу и угловой скорости РБ в канале тангажа. При этом ограничивают сигнал коррекции по углу тангажа на заданном уровне. Далее изменяют сигнал коррекции по угловой скорости тангажа пропорционально этому уровню ограничения и обратно пропорционально значению сигнала коррекции по углу тангажа, сформированному до указанного ограничения, и на установленном интервале времени до прогнозируемого момента отсечки МД принимают прогнозируемое отклонение по радиус-вектору равным нулю. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области, связанной с управлением движением разгонного блока (РБ) при наведении его на заданную орбиту.
Наиболее близким техническим решением является способ коррекции параметров программы ориентации РБ, заключающийся в том, что прогнозируют параметры движения РБ на момент отсечки маршевого двигателя (МД), определяют по ним отклонения радиус-вектора и радиальной скорости центра масс РБ от их значений на заданной орбите, формируют сигналы коррекции управления по углу и угловой скорости тангажа, ограничивают сигнал коррекции по углу тангажа на заданном уровне и изменяют сигнал коррекции по угловой скорости тангажа пропорционально уровню ограничения сигнала коррекции по углу тангажа и обратно пропорционально значению сигнала коррекции по углу тангажа, сформированному до ограничения этого сигнала [1].
Коррекция параметров программы ориентации с помощью терминального управлении основывается на том, что прогнозируемые отклонения по радиальной скорости ΔV0 и радиус-вектору ΔR0 от требуемых величин на заданной орбите будут приведены к нулевым значениям в прогнозируемый момент отсечки маршевого двигателя Тпр. Фактическая отсечка МД выполняется в момент Тф при достижении текущим функционалом энергии заданного в полетном задании значения.
Недостатком известного способа коррекции параметров программы ориентации является тот факт, что за счет разницы времен ΔT=Тф-Тпр маневр заканчивается с отличными от нуля отклонениями по радиальной скорости ΔVк и радиус-вектору ΔRк, что отражается на точности формируемой орбиты.
Техническим результатом изобретения является повышение точности формируемой орбиты.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе коррекции параметров программы ориентации РБ, заключающемся в том, что прогнозируют параметры движения разгонного блока на момент отсечки маршевого двигателя, определяют по ним отклонения радиус-вектора и радиальной скорости центра масс РБ от их значений на заданной орбите, формируют сигналы коррекции управления по углу и угловой скорости тангажа, ограничивают сигнал коррекции по углу тангажа на заданном уровне и изменяют сигнал коррекции по угловой скорости тангажа пропорционально уровню ограничения сигнала коррекции по углу тангажа и обратно пропорционально значению сигнала коррекции по углу тангажа, сформированному до ограничения этого сигнала, дополнительно на установленном интервале времени до прогнозируемого момента отсечки маршевого двигателя принимают прогнозируемое отклонение по радиус-вектору равным нулю.
На фиг.1 представлен процесс возникновения отклонений по радиальной скорости ΔVк и радиус-вектору ΔRк в конце маневра из-за отличия прогнозируемого Тпр и фактического Тф времени отсечки МД, на фиг.2 представлен процесс изменения отклонений ΔV, ΔR по способу-прототипу, а на фиг.3 - по предлагаемому способу.
Эффективность обнуления радиус-вектора определяется из следующих соображений.
Для продольного движения используется линейная по времени программа ориентации РБ по углу тангажа ϑпр=ϑ+·t, где ϑ и - угол и угловая скорость на очередном такте терминального управления, а время t отсчитывается от начала этого такта.
Реакция отклонений ΔR0, ΔV0 на изменение управляющих параметров Δϑ, Δ определяется функциями чувствительности:
которые имеют следующий вид:
где U - удельный импульс МД;
τ - условное время сгорания массы РБ;
ts - время, оставшееся до конца маневра.
Сигналы коррекции в виде поправок по параметрам управления Δϑ, Δ, компенсирующие прогнозируемые отклонения ΔV0, ΔR0, определяются из системы уравнений:
Решение системы (2) дает:
где
Если вычисленная корректирующая поправка по углу тангажа Δϑ превышает допустимый уровень Δ, то ее величина ограничивается этим значением:
В этом случае вычисленная корректирующая поправка по угловой скорости тангажа Δ изменяется пропорционально уровню ограничения угловой поправки Δ и обратно пропорционально угловой поправке, сформированной до ее ограничения, то есть принимается равной
Δ к программе ориентации изменение по времени отклонений в конечной (терминальной) точке описывается уравнениями:
или
где функции , , , зависят от времени и соответствуют функциям (1) при замене tS на t. С учетом этого и используя (3) и (4), последние два уравнения представляются в виде:
К прогнозируемому моменту отсечки МД отклонения ΔR, ΔV обнуляются, но подходят к этим значениям с отличными от нуля производными , .
Поскольку отсечка МД выполняется в момент Тф при достижении функционалом энергии заданного в полетном задании значения, а отработка отклонений до нулевого уровня должна заканчиваться в прогнозируемый момент Тпр отсечки МД, то в случае отличия этих моментов на величину ΔТ=Тф-Тпр при ≠0, ≠0, окончание маневра выполняется с ошибками ΔRк и ΔVк (фиг.1):
влияющими на точность формирования орбиты.
После дифференцирования зависимостей (10), (11) получим:
или
где градиенты по параметрам ΔR0, ΔV0 имеют следующий вид:
Из определения функций чувствительности следует, что
С учетом этого приведенные выше градиенты при t=ts принимают вид:
и из этого следует, что
В конце маневра при отработке малого отклонения радиальной скорости ΔV0 в соответствии с (12) скорость изменения радиальной погрешности в момент отсечки МД достаточно мала. Поэтому радиальная ошибка ΔRк, которая может возникнуть из-за разницы ΔT прогнозируемого и фактического моментов отсечки МД, практически не скажется на параметрах формируемой орбиты. Основная погрешность формирования орбиты возникает за счет радиального ускорения , в котором существенный вес имеет составляющая, зависящая от радиального отклонения ΔR0. Для устранения ее влияния в предлагаемом способе коррекции параметров программы ориентации на установленном интервале времени ТR перед отсечкой МД отклонение по радиус-вектору ΔR0 принимается равным нулю.
Величина интервала времени ТR задается в полетном задании и должна обеспечивать не менее одного такта терминального управления с использованием предлагаемого способа коррекции параметров программы ориентации. Для маневров малой продолжительности начало интервала времени TR может совпадать с началом терминального управления.
Для оценки влияния прогнозируемых отклонений ΔR0, ΔV0 на радиальное ускорение в таблице приведены расчетные данные на момент окончания терминального управления (за 50 секунд до прогнозируемого момента отсечки МД на последнем маневре).
Таблица | |||
Параметры | Обозначение | Размерность | Значения параметров |
Удельный импульс | U | м/с | 3193,2 |
Условное время сгорания | |||
массы РБ при ts=50 с | τ | с | 650 |
Функции чувствительности | Vϑ | м/с | 255,59 |
- по радиальной скорости | м | 6475,04 | |
- по радиус-вектору | Rϑ | м | 6304,58 |
мс | 106477 | ||
Определитель | D | м2 | 0,13607·108 |
Градиенты по скорости изменения отклонений в прогнозируемый момент отсечки МД | 1/с2 | 0,002466 | |
1/с | 0,0816 | ||
1/с | 0 | ||
1 | -1 |
На фиг.2 представлен процесс отработки отклонений ΔR0=500 м и ΔV0=1 м/с по известному способу-прототипу при условиях, соответствующих приведенной таблице, а на фиг.3 - по предлагаемому способу.
При отклонениях ΔR0=500 м и ΔV0=1 м/с радиальное ускорение в конце маневра в способе-прототипе равно =1.314 м/с2, что при разнице в 0.5 с между прогнозируемым и фактическим временами отсечки МД дает отклонение по радиальной скорости 0.65 м/с. Если бы при этих условиях поправки к программе ориентации вычислялись без учета радиального отклонения, как в предлагаемом способе коррекции, то отклонение по радиальной скорости было бы равным 0.0408 м/с, то есть в 16 раз меньше. Для геостационарной орбиты с высотой Н=35863095 м радиальная скорость 0.65 м/с приводит к отклонению по высоте 8935 м, а при 0.0408 м/с - к отклонению 561 м, что даже с учетом некомпенсированного радиального отклонения в 500 м показывает эффективность предлагаемого способа.
Таким образом, предлагаемый способ коррекции параметров программы ориентации повышает точность формируемой орбиты за счет того, что на установленном интервале времени до прогнозируемого момента отсечки маршевого двигателя принимают прогнозируемое отклонение по радиус-вектору равным нулю.
Источники информации
1. Патент РФ №2211786, 18.01.2002, B64G 1/24.
Claims (1)
- Способ коррекции параметров программы ориентации разгонного блока, заключающийся в том, что прогнозируют параметры движения разгонного блока на момент отсечки маршевого двигателя, определяют по ним отклонения радиус-вектора и радиальной скорости центра масс разгонного блока от их значений на заданной орбите, формируют сигналы коррекции управления по углу и угловой скорости тангажа, ограничивают сигнал коррекции по углу тангажа на заданном уровне и изменяют сигнал коррекции по угловой скорости тангажа пропорционально уровню ограничения сигнала коррекции по углу тангажа и обратно пропорционально значению сигнала коррекции по углу тангажа, сформированному до ограничения этого сигнала, отличающийся тем, что на установленном интервале времени до прогнозируемого момента отсечки маршевого двигателя принимают прогнозируемое отклонение по радиус-вектору равным нулю.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010127140/08A RU2432595C1 (ru) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Способ коррекции параметров программы ориентации разгонного блока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010127140/08A RU2432595C1 (ru) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Способ коррекции параметров программы ориентации разгонного блока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2432595C1 true RU2432595C1 (ru) | 2011-10-27 |
Family
ID=44998177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010127140/08A RU2432595C1 (ru) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Способ коррекции параметров программы ориентации разгонного блока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2432595C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490686C1 (ru) * | 2012-06-05 | 2013-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Способ формирования сигнала управления угловым движением нестационарного летательного аппарата и устройство для его осуществления |
CN113758515A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-12-07 | 深圳市睿联技术股份有限公司 | 零点校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 |
CN114281090A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-05 | 上海宇航系统工程研究所 | 一种火箭末子级的精准钝化排放控制方法及系统 |
CN114526647A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-05-24 | 北京宇航系统工程研究所 | 一种运载火箭奔火发射轨道的精确控制方法 |
-
2010
- 2010-07-02 RU RU2010127140/08A patent/RU2432595C1/ru active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490686C1 (ru) * | 2012-06-05 | 2013-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Способ формирования сигнала управления угловым движением нестационарного летательного аппарата и устройство для его осуществления |
CN113758515A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-12-07 | 深圳市睿联技术股份有限公司 | 零点校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 |
CN113758515B (zh) * | 2021-08-16 | 2023-04-07 | 深圳市睿联技术股份有限公司 | 零点校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 |
CN114281090A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-05 | 上海宇航系统工程研究所 | 一种火箭末子级的精准钝化排放控制方法及系统 |
CN114281090B (zh) * | 2021-12-17 | 2023-09-22 | 上海宇航系统工程研究所 | 一种火箭末子级的精准钝化排放控制方法及系统 |
CN114526647A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-05-24 | 北京宇航系统工程研究所 | 一种运载火箭奔火发射轨道的精确控制方法 |
CN114526647B (zh) * | 2022-04-24 | 2022-07-15 | 北京宇航系统工程研究所 | 一种运载火箭奔火发射轨道的精确控制方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2432595C1 (ru) | Способ коррекции параметров программы ориентации разгонного блока | |
CN107031868B (zh) | 一种低轨遥感卫星自主轨道控制方法 | |
Shima et al. | Time-varying linear pursuit-evasion game models with bounded controls | |
US9045240B2 (en) | Flight control device, spacecraft, and reference trajectory correcting method | |
CN103412563B (zh) | 一种预估轨控综合效率和推进剂消耗量的方法 | |
RU2424954C1 (ru) | Способ управления движением разгонного блока на участке доразгона | |
CN109484674A (zh) | 一种基于目标轨道参数的实时轨道机动控制方法 | |
CN108931155B (zh) | 一种不依赖卫星导航增程制导弹药自主制导系统 | |
CN108957494A (zh) | 一种基于卫星的高精度连续时间获取方法 | |
CN104765374A (zh) | 一种高轨自然绕飞轨迹修正方法 | |
CN109579833B (zh) | 一种对返回式运载火箭的垂直着陆阶段的组合导航方法 | |
CN103274059A (zh) | 一种带运动有效载荷卫星的前馈力矩补偿方法 | |
RU2454357C1 (ru) | Способ коррекции параметров программы ориентации при терминальном управлении наведением разгонного блока на заданную орбиту | |
CN112255645B (zh) | 用于航天器快速交会对接的地面测试时间系统建立方法 | |
CN105588568B (zh) | 火箭发射无动力飞行段弹道外推与滤值方法 | |
US20120239232A1 (en) | Method for Determining Correction Under Steering of a Point on a Towed Object towards a Goal Position | |
CN112537463A (zh) | 卫星姿态控制方法及系统 | |
Irwanto et al. | Correlation of Hardware in the Loop Simulation (HILS) and real control vehicle flight test for reducing flight failures | |
CN112284186A (zh) | 一种通过减小运载火箭滚动角偏差确保起飞安全的方法 | |
CN111580552A (zh) | 一种飞机圆航迹自动飞行控制方法 | |
RU2467930C1 (ru) | Способ определения момента времени окончания маневра и отсечки маршевого двигателя разгонного блока | |
RU2731831C1 (ru) | Способ приведения геосинхронного космического аппарата к рабочей долготе двигателями малой тяги | |
RU2270789C2 (ru) | Способ управления движением космического аппарата | |
RU2432596C1 (ru) | Способ управления движением разгонного блока в конце маневра | |
RU2257523C1 (ru) | Способ коррекции командного сигнала на ракете, вращающейся по углу крена, и система наведения ракеты для его осуществления |