Научно-методическое обеспечение синтеза регуляторов системы управления антенной слежения за низкоорбитальным космическим аппаратом в условиях неопределённости внешних воздействий

• Автор: Сергеева, Надежда Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Серпухов
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ АНТЕННЫ ПРИ

АВТОМАТИЧЕСКОМ СЛЕЖЕНИИ ЗА КОСМИЧЕСКИМ АППАРАТОМ

1.1 Математические модели движения КА в прямоугольной и сферической системах координат

1.2 Анализ точности управления антенной в классе замкнутых автоматических систем

1.2.1 Анализ точности управления антенной в классе замкнутых автоматических систем в режиме целеуказания
1.2.2 Анализ точности управления антенной в классе замкнутых автоматических систем в режиме автосопровождения
1.3 Анализ точности управления антенной в классе комбинированных автоматических систем

1.3.1 Анализ точности управления антенной в классе комбинированных

автоматических систем в режиме целеуказаний
1.3.2 Анализ точности управления антенной в классе комбинированных автоматических систем в режиме автосопровождения
1.4 Обоснование метода синтеза регуляторов системы автоматического управления антенной с учётом косвенного измерения внешних воздействий
1.5 Постановка задачи разработки методик и алгоритмов синтеза регуляторов
для следящих систем за КА из условия инвариантности ошибок
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ АНТЕННЫ В РЕЖИМЕ ПРОГРАММНОГО СЛЕЖЕНИЯ (ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ) ЗА
НИЗКООРБИТАЛЬНЫМ КОСМИЧЕСКИМ АППАРАТОМ С ДОСТИЖЕНИЕМ ЗАДАННОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ АМПЛИТУДНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА АНТЕННУ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ
2.1 Математические модели электропривода управления антенной и внешних возмущающих воздействий на неё
2.2 Методика синтеза регуляторов системы управления угловым положением антенны в режиме программного слежения (целеуказания) за космическим аппаратом с достижением заданной динамической точности в условиях
амплитудных изменений внешних воздействий на антенну в широком диапазоне
2.2.1 Выбор структурной схемы двухконтурной следящей системы со
связью по возмущению и обоснование выбора регулятора замкнутой части системы автоматического управления в режиме целеуказания
2.2.2 Анализ качества системы в режиме целеуказания при постоянном задающем воздействии
2.2.3 Синтез регулятора второго контура в режиме целеуказания при линейном задающем воздействии на следящую систему
2.2.4 Синтез регулятора второго контура при в режиме целеуказания при
квадратичном задающем воздействии
2.3 Синтез корректирующего устройства связи по внешнему гармоническому
воздействию
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ АНТЕННЫ В РЕЖИМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА НИЗКООРБИТАЛЬНЫМ КОСМИЧЕСКИМ АППАРАТОМ С ДОСТИЖЕНИЕМ ВЫСОКОЙ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ НАЛИЧИЯ СЛУЧАЙНЫХ ШУМОВ ИЗМЕРЕНИЯ И МЕНЯЮЩЕЙСЯ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ КА
3.1 Математические модели пеленгационного устройства и полезного задающего воздействия
3.2 Методика синтеза регуляторов системы управления угловым положением антенны в режиме автоматического слежения за космическим аппаратом с достижением высокой статистической точности в условиях наличия случайных шумов измерения и меняющейся динамики движения КА
3.2.1 Выбор структурной схемы стохастической двухконтурной системы
управления антенной и обоснование выбора параметров регулятора замкнутой части системы автоматического управления в режиме автосопровождения объекта слежения
3.2.2 Синтез регулятора второго контура в режиме автосопровождения при использовании оптимально фильтра Р. Калмана второго порядка в условиях ошибок измерения

3.2.3 Анализ качества системы слежения в режиме автосопровождения при линейном задающем воздействии и случайных ошибках измерения
3.2.4 Синтез регулятора второго контура в режиме автосопровождения при использовании оптимального фильтра Р. Калмана третьего порядка и случайных ошибках измерения
3.2.5 Анализ качества системы в режиме автосопровождения при квадратичном
задающем воздействии и случайных ошибках измерения
3.3 Исследование системы автоматического управления угловым положением антенны в режиме автосопровождения при изменении динамики движения объекта
слежения и случайных внешних воздействиях
3.3.1 Исследование системы автоматического управления угловым положением
антенны в режиме автосопровождения при линейном законе движения объекта
слежения
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
4 АНАЛИЗ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ АНТЕННЫ В РЕЖИМЕ ПРОГРАММНОГО СЛЕЖЕНИЯ (ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ) ЗА КОСМИЧЕСКИМ АППАРАТОМ И АВТОМАТИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ
4.1 Анализ повышения точности системы автоматического управления антенной слежения за КА в режиме целеуказания
4.2 Анализ повышения точности системы автоматического управления антенной слежения за КА в режиме сопровождения при изменяющейся
динамики объекта слежения
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ПРИЛОЖЕНИЕ

Когда есть возможность измерения задающего воздействия, применяют коррекцию по задающему воздействию для разрешения противоречия между точностью и устойчивостью. В этом случае, как видно из рисунка 1.14, корректирующее устройство включается между входом следящей системы и ее функционально необходимыми элементами.
При линейном изменяющемся входном воздействии рр) и при отсутствии корректирующего устройства в системе будет ошибка по скорости, для устранения которой следует определенным образом выбрать параметры тахогенератора: Ктг, Ттг.
Рисунок 1.14 - Схема комбинированной следящей системы в переменных
состояниях
Используя четыре переменные (у, р2, Рз, £)> т-е-
у = (Зх,р2 - Д,/?3 = Д,£ = Р~Р, составим следующие уравнения состояния:
— 0 • +1 • /?2 + 0 • + 0 • я + 0 ■ /?;
1 К-КА кс-к,-к

1 м 1 м м
Р2 — 0 ■ Р^ + 0 • р2 -2 • Р^ + 0 • є + К| • К. 2' Р', 0 = --Р1 + 0-р2-1-е+1-р.
Вводя оператор І)=сі/сіґ, получим:
К. -КА-К

(1.22)