Управление угловым движением наноспутника на основе комплекса гравитационный стабилизатор - микрореактивные двигатели

• Автор: Петухов, Роман Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Оглавление

Вводимые обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Формирование облика КА на основе комплекса

ГС-мРД

1.1. Общие требования к КА и обзор существующих решений

1.2. Устройство и принцип работы предлагаемого комплекса

1.3. Возможные конструктивные схемы мРД

1.4. Вариант конструкции КА с аэродинамическим экраном

1.5. Разработка способов предварительного успокоения, ориентации (переориентации) и стабилизации КА
Выводы по главе
Глава 2. Разработка математической модели углового и
орбитального движения КА на основе комплекса
ГС - мРД
2.1. Модель орбитального движения центра масс КА
2.2. Модель углового движения КА
2.3. Модели моментов внешних сил
2.3.1. Модель гравитационного момента
2.3.2. Модель момента от демпфера
2.3.3. Модель управляющего момента от мРД
2.4. Возмущающие моменты и варианты упрощения математической модели
Выводы по главе
Глава 3. Разработка системы управления угловым движением
КА на основе комплекса ГС - мРД
3.1. Формирование облика и требований к системе
управления

3.2. Основные режимы функционирования и возможный аппаратный состав системы управления
3.3. Разработка методики оценки количества мРД в основных режимах функционирования системы управления
3.3.1. Пассивный режим и устойчивость КА
3.3.2. Режим предварительного успокоения КА
3.3.3. Режим ориентации (переориентации) КА
3.3.4. Режим стабилизации КА
Выводы по главе
Глава 4. Исследование процессов управления угловым
движением КА на основе комплекса ГС - мРД
4.1. Подготовка уравнений движения КА к моделированию
4.2. Разработка компьютерной модели
4.3. Выбор параметров моделирования
4.4. Компьютерное моделирование основных режимов функционирования системы управления угловым
движением КА
4.4.1. Моделирование пассивного режима
4.4.2. Моделирование режима предварительного
успокоения КА
4.4.3. Моделирование режима ориентации (переориентации)

4.4.4. Моделирование режима стабилизации КА
4.5. Увеличение точности ориентации КА
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Список используемой литературы
Приложение

Вводимые обозначения и сокращения
АЦП - аналогово-цифровой преобразователь
БВ - бортовой вычислитель
ГБВ - генератор бортового времени
ГНСС - глобальная навигационная спутниковая система
ГС - гравитационный стабилизатор
ДУ — датчик угла
ДУС - датчик угловой скорости
ЗР - задатчик режима
КА - космический аппарат
КП — командный пункт
МГ - местная горизонталь
мРД - микрореактивный двигатель
МЭМС - микро-электро-механическая система
НП - направление полета
РБ - разгонный блок
РМ - радиомодуль
PH - ракета-носитель
СК - система координат
СУ — система управления
ТМИ - телеметрическая информация
ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь
ЦМ - центр масс
ЦТ - центр тяжести

сох = у- 9siny/ + Lx

(Оу = у/ cosy + 9 sinycosyг + Ly

coz= 9 cosy cosy/ -y/siny + Lz

Lx = соорб siny/-(9- coop6 ) cos у/ у/

Ly = -y/siny у - (Оорб sinycosyf +

+ (9- 0Jop6 )( у cosy cosy/ - sinysiny/yf )

Lz=- (Оорб cos у cosy/ +
0 0 0 0
+ (9-coop6 )(-y sinycosy/ - cosy siny/y/)-у/cosy у ■
(2.24)
Подставим уравнения (2.24) в уравнения (2.23), получим следующие динамические уравнения углового движения КА:
- 9siny/ + 0-у/ + у= Тх
9 cos у cos у/ — у/ sin у + 0-у = TZ
т _мх > 1 £
Lx Jx Jx
7) Му ь; S 1 ч S
у Jy Jy
т. _мг (Jy-JX) (
Jz Jz
(Ог(Оу - Lx
<°Х <°Z - Ly ■
(ох(Оу Lz
(2.25)

Разрешая уравнения (2.25) относительно 9, у/, у, получим динамические уравнения углового движения наноспутника: