RU2539068C2 - Control over orientation of supply spaceship with stationary solar battery panels at jobs under conditions of spinning - Google Patents
Control over orientation of supply spaceship with stationary solar battery panels at jobs under conditions of spinning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539068C2 RU2539068C2 RU2013117307/11A RU2013117307A RU2539068C2 RU 2539068 C2 RU2539068 C2 RU 2539068C2 RU 2013117307/11 A RU2013117307/11 A RU 2013117307/11A RU 2013117307 A RU2013117307 A RU 2013117307A RU 2539068 C2 RU2539068 C2 RU 2539068C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spaceship
- inertia
- axis
- sun
- around
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Ship Loading And Unloading (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при управлении ориентацией космических аппаратов (КА) при проведении работ в условиях вращательного движения.The invention relates to the field of space technology and can be used to control the orientation of spacecraft (SC) during work in terms of rotational motion.
Вращательное движение КА используется, например, при проведении экспериментов и исследований в области микрогравитации и реализуется закрутками КА вокруг направлений, задаваемых в строительной системе координат КА.The rotational motion of the spacecraft is used, for example, when conducting experiments and research in the field of microgravity and is realized by the spinning of the spacecraft around the directions specified in the building coordinate system of the spacecraft.
Рассматриваем КА типа транспортных грузовых кораблей (ТГК), совершающих миссии к космической орбитальной станции - например, к международной космической станции. На данных КА исследования удобно проводить на этапе их автономного полета после отстыковки от орбитальной станции.We consider spacecraft of the type of transport cargo ships (TGCs) that make missions to the space orbital station - for example, to the international space station. On the spacecraft data, it is convenient to conduct studies at the stage of their autonomous flight after undocking from the orbital station.
Известен способ управления ориентацией КА, включающий выставку осей КА и поддержание углового положения с помощью двигателей ориентации (Алексеев К.Б., Бебенин Г.Г. Управление космическими летательными аппаратами. М: Машиностроение, 1974). Однако для использования данного способа необходимо расходовать рабочее тело, что вызывает, кроме того, непрогнозируемые микроускорения на борту КА.A known method of controlling the orientation of the spacecraft, including the exhibition of the axes of the spacecraft and maintaining the angular position using orientation engines (Alekseev KB, Bebenin GG Control of spacecraft. M: Mechanical Engineering, 1974). However, to use this method, it is necessary to expend the working fluid, which also causes unpredictable microaccelerations onboard the spacecraft.
Известен способ управления ориентацией КА с неподвижными панелями солнечных батарей при выполнении экспериментов на орбитах с максимальной длительностью теневого участка (Патент РФ №2457158, приоритет от 22.09.2010, МПК (2006.01) B64G 1/24, 1/44), включающий гравитационную ориентацию КА и закрутку вокруг его продольной оси, соответствующей минимальному моменту инерции, при нахождении Солнца вблизи к плоскости орбиты совмещают эту плоскость с плоскостью СБ к моменту прохождения утреннего терминатора, измеряют и отслеживают угол между перпендикуляром к активной (рабочей) поверхности СБ и направлением на Солнце, в момент прохождения утреннего терминатора осуществляют закрутку КА в направлении, соответствующем уменьшению указанного угла, причем угловую скорость закрутки выбирают из задаваемого диапазона значений. Способ позволяет обеспечить некоторое освещение СБ и приход электроэнергии для проведения неэнергоемких экспериментов. При этом солнечное излучение поступает на СБ с направлений, существенно отстоящих от нормали в рабочей поверхности СБ, вследствие чего генерируемый СБ ток существенно отличается от максимального тока, который способны генерировать СБ. В то же время, при выполнении ряда экспериментов, в том числе, по росту кристаллов, нужно обеспечить большой съем электроэнергии с СБ, т.к. для проведения таких экспериментов используется энергоемкая аппаратура.A known method of controlling the orientation of spacecraft with fixed solar panels when performing experiments in orbits with a maximum duration of the shadow section (RF Patent No. 2457158, priority of 09.22.2010, IPC (2006.01) B64G 1/24, 1/44), including the gravitational orientation of the spacecraft and twist around its longitudinal axis, corresponding to the minimum moment of inertia, when the Sun is close to the orbit plane, combine this plane with the SB plane by the time the morning terminator passes, measure and track the angle between the perpendicular to a active (working) surface of the SB and the direction to the Sun, at the moment of passing the morning terminator, spin the spacecraft in a direction corresponding to a decrease in the specified angle, and the angular speed of spin is selected from a given range of values. The method allows to provide some lighting SB and the arrival of electricity for non-energy-intensive experiments. In this case, solar radiation arrives at the SB from directions substantially spaced from the normal in the working surface of the SB, as a result of which the current generated by the SB significantly differs from the maximum current that the SB can generate. At the same time, when performing a series of experiments, including on crystal growth, it is necessary to ensure a large removal of electricity from the SB, because energy-intensive equipment is used to conduct such experiments.
Наиболее близким к предлагаемому, прототипом, является способ (Беляев М.Ю. «Научные эксперименты на космических кораблях и орбитальных станциях». М.: Машиностроение, 1984), включающий разворот ТГК, нормаль к рабочей поверхности СБ которого совпадает с одной из главных осей инерции, до совмещения направления нормали к рабочей поверхности СБ с направлением на Солнце и закрутку ТГК вокруг данной оси. Способ-прототип позволяет обеспечить максимально-возможный приход электроэнергии от СБ для проведения работ с энергоемкой аппаратурой.The closest to the proposed prototype is the method (Belyaev M.Yu. “Scientific experiments on spacecraft and orbital stations.” M .: Mashinostroenie, 1984), including a turn of the TGC, the normal to the SB working surface of which coincides with one of the main axes inertia, until the direction of the normal to the SB working surface is combined with the direction to the Sun and the THC twist around this axis. The prototype method allows to provide the maximum possible supply of electricity from the SB for work with energy-intensive equipment.
ТГК используется как для доставки грузов на орбитальную станцию, так и для удаления грузов со станции. При этом распределение масс удаляемых грузов внутри ТГК является слабо прогнозируемым и загруженный ТГК имеет неточно известные инерционные характеристики - их фактические значения существенно отличаются от проектных или теоретически прогнозируемых расчетных оценок. Способ-прототип не позволяет учесть рассогласование между проектными и фактическими инерционными характеристиками ТГК, в том числе определить фактические инерционные характеристики ТГК после его загрузки удаляемыми с космической орбитальной станции грузами. Это приводит к использованию при управлении ориентацией ТГК его приближенных (т.е. недостоверных) инерционных характеристик. При этом неуправляемое вращательное движение ТГК в процессе закрутки, выполненной вокруг неточно заданной главной центральной оси инерции, будет иметь возмущения, которые являются нежелательными при проведении экспериментов и исследований в области микрогравитации.TGK is used both to deliver goods to the orbital station, and to remove goods from the station. Moreover, the mass distribution of the removed cargo inside the TGC is poorly predicted and the loaded TGK has inaccurate inertial characteristics - their actual values differ significantly from the design or theoretically predicted design estimates. The prototype method does not allow to take into account the mismatch between the design and actual inertial characteristics of the TGC, including determining the actual inertial characteristics of the TGC after it is loaded with loads removed from the space orbital station. This leads to the use of its approximate (i.e., unreliable) inertial characteristics when controlling the orientation of the THC. In this case, the uncontrolled rotational movement of the THC during the spin process performed around an inaccurately specified main central axis of inertia will have disturbances that are undesirable in experiments and studies in the field of microgravity.
Кроме того, в общем случае, в течение закрутки ТГК со временем из-за вредного влияния на ориентацию ТГК внешних моментов вращательное движение ТГК будет «разваливаться», в результате чего будет уменьшаться приход электроэнергии от СБ и ухудшаться условия для проведения экспериментов.In addition, in the general case, during the spinning of the THC over time, due to the detrimental effect of the external moments on the orientation of the THC, the rotational movement of the THC will “fall apart”, as a result of which the energy supply from the SB will decrease and the conditions for the experiments will worsen.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение управления ориентацией ТГК с неподвижными панелями СБ при проведении работ в условиях вращательного движения ТГК вокруг его главных центральных осей инерции.The problem to which the present invention is directed is to provide control of the orientation of the THC with the fixed panels of the SB during operations under the conditions of the rotational movement of the THC around its main central axes of inertia.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении максимизации энергоприхода от СБ в режиме закрутки загруженного удаляемыми с космической орбитальной станции грузами ТГК.The technical result of the invention is to maximize the energy input from the SB in the spin mode loaded with TGC loads removed from the space orbital station.
Технический результат достигается тем, что в способе управления ориентацией космического ТГК с неподвижными панелями СБ при проведении работ в условиях вращательного движения, включающем разворот ТГК до совмещения направления нормали к рабочей поверхности СБ с направлением на Солнце и закрутку ТГК вокруг заданной оси, дополнительно производят закрутку ТГК вокруг направления нормали к рабочей поверхности СБ, направленной на Солнце, с угловой скоростью не менее 1,5 град/сек, в течение данной закрутки на интервале времени длительностью не менее одного витка измеряют компоненты угловой скорости ТГК в строительной системе координат, по измеренным значениям компонент угловой скорости ТГК определяют направления главных центральных осей инерции ТГК, разворачивают ТГК до совмещения главной центральной оси инерции, составляющей минимальный угол с нормалью к рабочей поверхности СБ, с направлением на Солнце и производят закрутку ТГК вокруг этой оси, в течение данной закрутки измеряют ток от СБ, при достижении измеренным значением тока от солнечных батарей минимально-допустимого значения вновь разворачивают ТГК до совмещения вышеупомянутой главной центральной оси инерции с направлением на Солнце и вновь производят закрутку ТГК вокруг этой оси.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the orientation of space TGCs with fixed SB panels during work under rotational motion conditions, including turning the TGCs to combine the normal direction to the working surface of the SBs with the direction to the Sun and spinning the TGCs around a given axis, they additionally spin the TGCs around the direction of the normal to the working surface of the SB, directed at the Sun, with an angular velocity of at least 1.5 deg / s, during this twist on a time interval of no less than one revolution measure the components of the angular velocity of the THC in the building coordinate system, determine the directions of the main central axes of inertia of the THC from the measured values of the components of the angular velocity of the THC, deploy the THC until the main central axis of inertia, which is the minimum angle with the normal to the SB working surface, is aligned with the direction The sun also twists the THC around this axis, during this twist measure the current from the SB, when the measured value of the current from the solar panels is the minimum allowable of this value, the TGCs are again deployed until the aforementioned main central axis of inertia coincides with the direction to the Sun and the TGCs are twisted again around this axis.
Суть предлагаемого изобретения поясняется на фиг.1, на которой представлена схема ориентации ТГК в процессе закрутки ТГК вокруг главной центральной оси инерции.The essence of the invention is illustrated in figure 1, which shows the orientation of the THC in the process of spinning the THC around the main central axis of inertia.
На фиг.1 введены обозначения:Figure 1 introduced the notation:
1 - область положений нормали к рабочей поверхности СБ в процессе закрутки ТГК;1 - the area of normal to the working surface of the SB in the process of spinning THC;
N - направление нормали к рабочей поверхности СБ; S - направление на Солнце;N is the direction of the normal to the working surface of the SB; S - direction to the sun;
х1х2х3 - оси, параллельные главным центральным осями инерции ТГК;x 1 x 2 x 3 - axis parallel to the main central axis of inertia of the THC;
g - угол между нормалью к рабочей поверхности СБ и главной центральной осью инерции ТГК, составляющей минимальный угол с нормалью к рабочей поверхности СБ.g is the angle between the normal to the working surface of the SB and the main central axis of inertia of the THC, which is the minimum angle with the normal to the working surface of the SB.
Поясним предложенные в способе действия.Let us explain the proposed method of action.
Рассматриваем этап автономного полета ТГК. В предлагаемом способе разворачивают ТГК до совмещения направления нормали к рабочей поверхности СБ с направлением на Солнце и производят закрутку ТГК вокруг направления нормали к рабочей поверхности СБ с угловой скоростью не менее 1,5 град/сек.We consider the stage of autonomous flight of the TGK. In the proposed method, THC is deployed to combine the direction of the normal to the working surface of the SB with the direction to the Sun and twist the THC around the direction of the normal to the working surface of the SB with an angular velocity of at least 1.5 deg / s.
В данной ориентации обеспечивается максимальный приход электроэнергии от СБ, необходимой для зарядки аккумуляторных батарей системы электроснабжения ТГК.In this orientation, the maximum power supply from the SB is provided, which is necessary for charging the batteries of the TGK power supply system.
В течение выполнения закрутки измеряют компоненты угловой скорости ТГК в строительной системе координат ТГК на интервале времени длительностью не менее одного витка.During the spin, the components of the angular velocity of the THC are measured in the construction coordinate system of the THC on a time interval of at least one turn.
По измеренным значениям компонент угловой скорости ТГК определяют текущие фактические значения компонент направлений главных центральных осей инерции ТГК в строительной системе координат.From the measured values of the components of the angular velocity of the THC, the current actual values of the components of the directions of the main central axes of inertia of the THC in the construction coordinate system are determined.
Определение можно выполнить, например, следующим образом.The determination can be performed, for example, as follows.
Используем следующие системы координат. Строительная система у1y2y3 жестко связана с корпусом ТГК. Считаем, например, что ось у1 параллельна продольной оси корабля и направлена от стыковочного узла к агрегатному отсеку, ось у2 направлена по нормали к рабочей поверхности СБ. Оси системы х1х2х3 параллельны главным центральным осям инерции ТГК. Положение системы х1х2х3 относительно системы у1у2у3 будем задавать углами γ, α и β, которые введем посредством следующего условия. Система у1у2у3 может быть переведена в систему х1х2х3 тремя последовательными поворотами: 1) на угол α вокруг оси у2, 2) на угол β вокруг новой оси у3, 3) на угол γ вокруг новой оси у1, совпадающей с осью х1. Матрицу перехода от системы х1х2х3 к системе у1у2у3 обозначим , где а ij - косинус угла между осями yi и xi. Элементы этой матрицы являются функциями введенных углов.We use the following coordinate systems. The construction system at 1 y 2 y 3 is rigidly connected to the TGC building. We consider, for example, that the axis y 1 is parallel to the longitudinal axis of the ship and is directed from the docking unit to the aggregate compartment, the axis y 2 is directed normal to the working surface of the SB. The axes of the system x 1 x 2 x 3 are parallel to the main central axes of inertia of the THC. The position of the system x 1 x 2 x 3 relative to the system y 1 y 2 y 3 will be given by the angles γ, α and β, which we introduce by the following condition. The system y 1 y 2 y 3 can be translated into the system x 1 x 2 x 3 in three successive rotations: 1) by an angle α around the y axis 2 , 2) by an angle β around the new axis y 3 , 3) by an angle γ around the new axis y 1 , coinciding with the axis x 1 . We denote the transition matrix from the system x 1 x 2 x 3 to the system y 1 y 2 y 3 , where a ij is the cosine of the angle between the axes y i and x i . Elements of this matrix are functions of the entered angles.
Компоненты угловой скорости ТГК в системе х1х2х3 обозначим ωi (i=1, 2, 3). Для описания зависимости от времени величин ωi используем динамические уравнения Эйлера свободного твердого тела, на которое не действуют внешние механические моменты. Эти уравнения имеют видThe components of the angular velocity of the THC in the system x 1 x 2 x 3 are denoted by ω i (i = 1, 2, 3). To describe the time dependence of the quantities ω i, we use the dynamic Euler equations of a free rigid body, which are not affected by external mechanical moments. These equations have the form
где Ji - моменты инерции ТГК относительно осей хi. Параметры µ, µ′ и углы γ, α и β для конкретной стадии полета конкретного ТГК имеют некоторые проектные прогнозируемые значения, а их фактические величины определяются из обработки данных измерений угловой скорости, полученных во время выполнения закрутки ТГК.where J i are the moments of inertia of the THC relative to the x i axes. The parameters µ, µ ′ and the angles γ, α, and β for a specific flight stage of a particular TGC have some projected predicted values, and their actual values are determined from the processing of the angular velocity measurement data obtained during the TGC twist.
Решение уравнений (1), описывающее изменение величин ωi во время рассматриваемых закруток, выражается приближенными формуламиThe solution of equations (1), which describes the change in the values of ω i during the considered swirls, is expressed by approximate formulas
ω1=λ[Asinv(t-t0)+Bcosv(t-t0)],ω 1 = λ [Asinv (tt 0 ) + Bcosv (tt 0 )],
ω3=Acosv(t-t0)- Bsinv(t-t0),ω 3 = Acosv (tt 0 ) - Bsinv (tt 0 ),
Здесь A, В и Ω - произвольные постоянные. Формулы (2) тем точнее, чем меньше абсолютные величины отношений A/Ω, B/Ω.Here A, B, and Ω are arbitrary constants. Formulas (2) the more accurate, the smaller the absolute values of the relations A / Ω, B / Ω.
Во время закрутки измеряется угловая скорость ТГК. Данные измерений имеют видDuring the spin, the angular velocity of the THC is measured. The measurement data have the form
где
Здесь ωk могут задаваться как формулами (2), так и точным решением уравнений (1).Here, ω k can be specified both by formulas (2) and by an exact solution of equations (1).
Обработка данных измерений (3) выполняется методом наименьших квадратов и состоит в минимизации выраженияProcessing of measurement data (3) is performed by the least squares method and consists in minimizing the expression
При использовании формул (2) минимизация выполняется по восьми параметрам: А, В, Ω, λ, ν, γ, α и β, которые считаются независимыми. После того как оценки этих параметров найдены, вычисляются µ=λµ/Ω, µ′=ν/λΩ. При минимизации Ф на точных решениях уравнений (1) (это дает несколько более точные оценки) используются другие восемь параметров: ωi(t1) (i=1, 2, 3), µ, µ′, γ, α и β. Характеристики точности найденных оценок рассчитываются в рамках стандартных допущений метода наименьших квадратов.When using formulas (2), minimization is performed according to eight parameters: A, B, Ω, λ, ν, γ, α, and β, which are considered independent. After the estimates of these parameters are found, µ = λµ / Ω, µ ′ = ν / λΩ are calculated. To minimize Ф on exact solutions of equations (1) (this gives somewhat more accurate estimates), eight other parameters are used: ω i (t 1 ) (i = 1, 2, 3), µ, µ ′, γ, α and β. The accuracy characteristics of the estimates found are calculated within the framework of standard assumptions of the least squares method.
Результатом описанной методики обработки данных измерений (3), полученных для конкретной закрутки конкретного ТГК, загруженного удаляемыми с орбитальной станции грузами и совершающего автономный полет после отстыковки от станции, являются упомянутые наборы из восьми параметров, которые определяют фактические направления главных центральных осей инерции ТГК в строительной системе координат и безразмерные комбинации его главных центральных моментов инерции,The result of the described methodology for processing the measurement data (3) obtained for a specific swirl of a specific TGC loaded with loads removed from the orbital station and performing an autonomous flight after undocking from the station, are the mentioned sets of eight parameters that determine the actual directions of the main central inertia axes of the TGC in the building coordinate system and dimensionless combinations of its main central moments of inertia,
При этом для получения приемлемой точности определения главных центральных осей инерции угловая скорость закрутки ТГК, используемой для определения главных центральных осей инерции, должна быть достаточно большой. Высокая скорость закрутки парирует вредное влияние внешних моментов, т.к. чем выше скорость закрутки, тем на большем интервале времени движение ТГК можно считать свободным и получать необходимые измерения для их последующей целевой обработки. Выполненные расчеты и численные оценки показывают, что нижнее гарантированное значение угловой скорости закрутки, выполняемой для определения главных центральных осей инерции ТГК, составляет 1,5 град/сек при длительности интервала измерений угловой скорости не менее одного витка.In this case, to obtain an acceptable accuracy in determining the main central axes of inertia, the angular velocity of spin of the THC used to determine the main central axes of inertia should be sufficiently large. High spin speed counteracts the harmful effects of external moments, as the higher the spin speed, the wider the time interval the movement of the THC can be considered free and obtain the necessary measurements for their subsequent target processing. The performed calculations and numerical estimates show that the lower guaranteed value of the angular velocity of spin, performed to determine the main central axes of inertia of the THC, is 1.5 deg / s for a duration of the interval of measurements of the angular velocity of at least one revolution.
Таким образом, по вышеописанному вычислительному алгоритму определяются фактические значения компонент направлений главных центральных осей инерции ТГК в строительной системе координат.Thus, according to the computational algorithm described above, the actual values of the components of the directions of the main central axes of inertia of the THC in the construction coordinate system are determined.
После определения фактических значений компонент направлений главных центральных осей инерции ТГК в строительной системе координат определяют главную центральную ось инерции, составляющую минимальный угол с направлением нормали к рабочей поверхности СБ.After determining the actual values of the components of the directions of the main central axes of inertia of the THC in the building coordinate system, the main central axis of inertia is determined, which constitutes the minimum angle with the direction of the normal to the SB working surface.
Разворачивают ТГК до совмещения данной главной центральной оси инерции с направлением на Солнце и производят закрутку ТГК вокруг этой оси.Turn the THC to align this main central axis of inertia with the direction to the Sun and twist the THC around this axis.
В процессе такой закрутки угол между нормалью к рабочей поверхности СБ и направлением на Солнце, совпадающим с осью закрутки и вышеопределенной главной центральной осью инерции ТГК, будет иметь постоянное значение. При этом приход электроэнергии от СБ за один оборот вращательного движения ТГК будет равен значениюIn the process of such a twist, the angle between the normal to the working surface of the SB and the direction to the Sun, coinciding with the twist axis and the above-defined main central axis of inertia of the THC, will have a constant value. In this case, the arrival of electricity from the SB for one revolution of the rotational movement of the THC will be equal to
где g - значение угла между нормалью к рабочей поверхности СБ и вышеопределенной главной центральной осью инерции ТГК,where g is the angle between the normal to the working surface of the SB and the above-defined main central axis of inertia of the THC,
K - коэффициент, характеризующий эффективность фотопреобразователей СБ.K is a coefficient characterizing the efficiency of SB photoconverters.
Однако, в течение данной закрутки со временем из-за влияния внешних моментов вращательное движение ТГК будет эволюционировать, в результате чего угол между нормалью к рабочей поверхности СБ и направлением на Солнце увеличится и приход электроэнергии от СБ уменьшится.However, during this spin with time, due to the influence of external moments, the rotational motion of the THC will evolve, as a result of which the angle between the normal to the working surface of the solar column and the direction to the sun will increase and the energy input from the solar column will decrease.
В течение закрутки измеряют ток от СБ и сравнивают его с минимально-допустимым значением тока. При достижении измеренным значением тока от СБ минимально-допустимого значения вновь разворачивают ТГК до совмещения вышеупомянутой главной центральной оси инерции с направлением на Солнце и вновь производят закрутку ТГК вокруг этой оси.During the spin, measure the current from the SB and compare it with the minimum allowable current value. When the measured value of the current from the SB reaches the minimum permissible value, the TGCs are again deployed until the aforementioned main central axis of inertia is combined with the direction to the Sun and the TGCs are again twisted around this axis.
Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.We describe the technical effect of the invention.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает максимально-возможный энергоприход от СБ загруженного удаляемыми с космической орбитальной станции грузами ТГК с неподвижными панелями СБ при выполнении режима закрутки ТГК вокруг одной из фактических главных центральных осей инерции, а именно, вокруг фактической главной центральной оси инерции ТГК, ближайшей к нормали к рабочей поверхности СБ, причем фактические главные центральные оси инерции ТГК предварительно определяются по измерениям угловой скорости вращения ТГК.The proposed technical solution provides the maximum possible energy input from the SB loaded with TGC loads removed from the space orbital station with the fixed SB panels when the TGC swirl mode is performed around one of the actual main central axes of inertia, namely, around the actual main central axis of inertia of the TGK closest to the normal to the working surface of the SB, and the actual main central axis of inertia of the THC are preliminarily determined by measuring the angular velocity of rotation of the THC.
Выполнение закрутки ТГК вокруг фактической главной центральной оси инерции обеспечивает отсутствие возмущений вращательного движения ТГК, что требуется для проведения экспериментов и исследований в области микрогравитации, причем полученные фактические оси инерции могут существенно отличаться от их проектных оценок.The spinning of the THC around the actual main central axis of inertia ensures the absence of disturbances in the rotational motion of the THC, which is required for experiments and research in the field of microgravity, and the actual axes of inertia obtained can differ significantly from their design estimates.
При этом обеспечивается одновременно контроль точности закрутки и контроль обеспечения необходимого энергоприхода от СБ путем измерения в процессе закрутки тока от СБ и восстановления всех параметров закрутки в момент, когда измеренное значение тока от СБ становится меньше минимально-допустимого значения.At the same time, control over the accuracy of the spin and control over the provision of the necessary energy input from the SB by measuring during the current swirling from the SB and restoring all the spin parameters at the moment when the measured current value from the SB becomes less than the minimum allowable value is ensured.
Приход электроэнергии от СБ за один оборот вращательного движения ТГК определяется соотношением (4), при этом любая другая ориентация ТГК относительно Солнца в процессе закрутки вокруг фактической главной центральной оси инерции ТГК обеспечивает меньший приход электроэнергии. Так, например, приход электроэнергии от СБ за один оборот вращательного движения ТГК при условии, что в момент начала закрутки нормаль к рабочей поверхности СБ точно наведена на Солнце, равен K·2·π·cosg, что менее (4). Таким образом, в процессе закрутки обеспечивается максимально-возможный приход электроэнергии от СБ.The arrival of electricity from the SB for one revolution of the TGC rotational motion is determined by relation (4), while any other orientation of the TGC relative to the Sun during the spin around the actual main central axis of inertia of the TGC provides a smaller supply of electricity. For example, the arrival of electricity from the SB during one revolution of the TGC rotational motion, provided that at the moment of the start of swirling, the normal to the working surface of the SB is exactly pointed to the Sun, is equal to K2 · π · cosg, which is less than (4). Thus, during the spin process, the maximum possible supply of electricity from the SB is ensured.
Достижение технического результата обеспечивается за счет построения предложенной ориентации ТГК, при которой нормаль к рабочей поверхности СБ направлена на Солнце, и выполнения предложенной закрутки ТГК вокруг направления нормали к рабочей поверхности СБ, выполнения предложенных измерений угловой скорости ТГК в предложенные моменты времени в процессе данной закрутки и определения по ним текущих фактических значений инерционных характеристик ТГК, построения предложенной ориентации ТГК, при которой предложенным образом выбранная фактическая главная ось инерции ТГК направлена на Солнце, и последующего выполнения закрутки ТГК вокруг этой оси, а также за счет предложенного измерения в процессе данной закрутки тока от СБ и восстановления всех параметров закрутки в момент, когда измеренное значение тока от СБ становится меньше минимально-допустимого значения.The achievement of the technical result is ensured by constructing the proposed orientation of the THC at which the normal to the SB working surface is directed to the Sun, and performing the proposed spinning of the THC around the normal direction to the SB working surface, performing the proposed measurements of the angular velocity of the THC at the proposed time points during this spin and determining from them the current actual values of the inertial characteristics of the THC, constructing the proposed orientation of the THC at which the selected the active main axis of inertia of the THC is directed toward the Sun, and the subsequent spinning of the THC around this axis, as well as due to the proposed measurement during this current swirling from the SB and restoring all the spin parameters at the moment when the measured current value from the SB becomes less than the minimum allowable values.
В настоящее время технически все готово для реализации предложенного способа на таком ТГК, как корабль «Прогресс». Для реализации разворотов, закрутки ТГК и необходимых вычислений могут использоваться штатные средства системы управления корабля «Прогресс» - штатные датчики угловой скорости (ДУС), система управления ориентации корабля «Прогресс», двигатели ориентации, бортовой вычислитель. Для измерения и отслеживания угла между нормалью к поверхности СБ и направлением на Солнце могут использоваться штатные солнечные датчики и вычислительные устройства. Закрутка корабля производится на время, необходимое для проведения экспериментов.Currently, everything is technically ready for the implementation of the proposed method on such a TGK as the Progress ship. For the implementation of U-turns, TGC spinning and necessary calculations, the standard means of the Progress ship control system — standard angular velocity sensors (DLS), the Progress ship orientation control system, orientation engines, and on-board computer can be used. To measure and track the angle between the normal to the surface of the SB and the direction to the Sun, standard solar sensors and computing devices can be used. The ship is twisted for the time required for the experiments.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117307/11A RU2539068C2 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Control over orientation of supply spaceship with stationary solar battery panels at jobs under conditions of spinning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117307/11A RU2539068C2 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Control over orientation of supply spaceship with stationary solar battery panels at jobs under conditions of spinning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013117307A RU2013117307A (en) | 2014-10-27 |
RU2539068C2 true RU2539068C2 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013117307/11A RU2539068C2 (en) | 2013-04-17 | 2013-04-17 | Control over orientation of supply spaceship with stationary solar battery panels at jobs under conditions of spinning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2539068C2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2621816C1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-06-07 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for determining the output power of solar panels of spacecraft |
RU2624763C1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-07-06 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Spacecraft solar batteries output current determination method |
RU2624885C2 (en) * | 2015-12-22 | 2017-07-07 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Spacecraft solar batteries maximum output power determination method |
RU2653891C2 (en) * | 2016-08-08 | 2018-05-15 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Method for monitoring the performance of a solar battery of a spacecraft with inertial operating members |
RU2653890C2 (en) * | 2016-08-08 | 2018-05-15 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Method of determining performance of an installed on the spacecraft solar panels with a positive power output back surface |
RU2655089C1 (en) * | 2017-02-07 | 2018-05-23 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of estimation of state of solar cell of spacecraft with inertial operating members |
RU2655561C1 (en) * | 2017-02-07 | 2018-05-28 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for monitoring performance of solar cell of spacecraft on shadowless orbits |
RU2662372C1 (en) * | 2017-06-01 | 2018-07-25 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Equipped with the solar cells spacecraft energy supply system control method |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3412955A (en) * | 1965-10-26 | 1968-11-26 | Bolkow Gmbh | Satellite construction |
FR2665418A1 (en) * | 1990-07-31 | 1992-02-07 | Aerospatiale | ARTIFICIAL SATELLITE STABILIZED IN ATTITUDE BY AUTOROTATION WITH PASSIVE COMPENSATION OF SOLAR RADIATION PRESSURE. |
SU1086680A1 (en) * | 1982-06-14 | 1994-09-15 | В.М. Таран | Expandable structure of space craft |
US6068218A (en) * | 1997-05-14 | 2000-05-30 | Hughes Electronics Corporation | Agile, spinning spacecraft with sun-steerable solar cell array and method |
RU2242408C1 (en) * | 2003-03-24 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" | Method for control of position of solar batteries of space vehicle and system for its realization |
RU2279376C2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-07-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Method of control of temperature of spacecraft equipped with solar batteries |
RU2325312C2 (en) * | 2006-01-26 | 2008-05-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of spacecraft sun batteries position control and system of its implementation |
RU2457158C2 (en) * | 2010-09-22 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for space vehicle with fixed panels of solar batteries orientation control during experiments on orbits with maximum eclipse period |
RU2457159C2 (en) * | 2010-08-30 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of uniaxial orientation of elongated space vehicle |
-
2013
- 2013-04-17 RU RU2013117307/11A patent/RU2539068C2/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3412955A (en) * | 1965-10-26 | 1968-11-26 | Bolkow Gmbh | Satellite construction |
SU1086680A1 (en) * | 1982-06-14 | 1994-09-15 | В.М. Таран | Expandable structure of space craft |
FR2665418A1 (en) * | 1990-07-31 | 1992-02-07 | Aerospatiale | ARTIFICIAL SATELLITE STABILIZED IN ATTITUDE BY AUTOROTATION WITH PASSIVE COMPENSATION OF SOLAR RADIATION PRESSURE. |
US6068218A (en) * | 1997-05-14 | 2000-05-30 | Hughes Electronics Corporation | Agile, spinning spacecraft with sun-steerable solar cell array and method |
RU2242408C1 (en) * | 2003-03-24 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева" | Method for control of position of solar batteries of space vehicle and system for its realization |
RU2279376C2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-07-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Method of control of temperature of spacecraft equipped with solar batteries |
RU2325312C2 (en) * | 2006-01-26 | 2008-05-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of spacecraft sun batteries position control and system of its implementation |
RU2457159C2 (en) * | 2010-08-30 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of uniaxial orientation of elongated space vehicle |
RU2457158C2 (en) * | 2010-09-22 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for space vehicle with fixed panels of solar batteries orientation control during experiments on orbits with maximum eclipse period |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624885C2 (en) * | 2015-12-22 | 2017-07-07 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Spacecraft solar batteries maximum output power determination method |
RU2621816C1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-06-07 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for determining the output power of solar panels of spacecraft |
RU2624763C1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-07-06 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Spacecraft solar batteries output current determination method |
RU2653891C2 (en) * | 2016-08-08 | 2018-05-15 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Method for monitoring the performance of a solar battery of a spacecraft with inertial operating members |
RU2653890C2 (en) * | 2016-08-08 | 2018-05-15 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Method of determining performance of an installed on the spacecraft solar panels with a positive power output back surface |
RU2655089C1 (en) * | 2017-02-07 | 2018-05-23 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of estimation of state of solar cell of spacecraft with inertial operating members |
RU2655561C1 (en) * | 2017-02-07 | 2018-05-28 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for monitoring performance of solar cell of spacecraft on shadowless orbits |
RU2662372C1 (en) * | 2017-06-01 | 2018-07-25 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Equipped with the solar cells spacecraft energy supply system control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013117307A (en) | 2014-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2539068C2 (en) | Control over orientation of supply spaceship with stationary solar battery panels at jobs under conditions of spinning | |
CN103900576B (en) | A kind of information fusion method of survey of deep space independent navigation | |
CN110304279B (en) | Centroid on-orbit calibration compensation method of electric propulsion satellite | |
EP3243756A1 (en) | Orbit control device and satellite | |
Cai et al. | Deployment and retrieval of a rotating triangular tethered satellite formation near libration points | |
RU2457158C2 (en) | Method for space vehicle with fixed panels of solar batteries orientation control during experiments on orbits with maximum eclipse period | |
Somov et al. | In-flight calibration, alignment and verification of an astroinertial attitude determination system for free-flying robots and land-survey satellites | |
CN106483466A (en) | A kind of evaluation method of satellier injection stage solar battery array output current | |
Matveeva et al. | Challenges and perspectives of transport cargo vehicles utilization for performing research in free flight | |
CN106643742B (en) | Method for automatically and continuously observing small planets by satellite | |
CN102519454B (en) | Selenocentric direction correction method for sun-earth-moon navigation | |
RU2539271C2 (en) | Method of control of orientation of space transport cargo ship with stationary solar battery panels during works in conditions of rotary motion | |
Shmyrov et al. | The estimation of controllability area in the problem of controllable movement in a neighborhood of collinear libration point | |
RU2539266C2 (en) | Control over orientation of supply spaceship with stationary solar battery panels at jobs under conditions of spinning | |
US20070050102A1 (en) | Space based navigation system | |
Huo et al. | Initial three-dimensional trajectory design for solar sails using Bezier shaping approach | |
RU2562904C1 (en) | Method of controlling orientation of spacecraft with fixed solar panels when conducting experiments | |
Wang | Cooperative augmented proportional navigation and guidance for proximity to uncooperative space targets | |
CN114802818A (en) | Morning and evening orbit satellite and sun attitude calculation method and guidance method thereof | |
Wise | Design, analysis, and testing of a precision guidance, navigation, and control system for a dual-spinning Cubesat | |
Gong et al. | Rotation based analytic range-only initial relative orbit solution for natural periodic motion | |
Jian et al. | Research on attitude control method of agile satellite based on variable structure control algorithm | |
Kornfeld et al. | New millennium ST6 autonomous rendezvous experiment (ARX) | |
RU2562903C1 (en) | Method of controlling orientation of spacecraft with fixed solar panels when conducting experiments on orbits with maximum duration of eclipse period | |
Ishkov et al. | A Disposal of the Space Debris with Special Spacecraft Debris Collector using Low Trust. |