Способ управления ориентацией космического аппарата Советский патент 1993 года по МПК B64G1/24 B64G1/34 

Изобретение относится к способам управления угловым положением твердого тела при отсутствии информации об угловой скорости и может быть использовано для управления вращательным движением космических аппаратов и кораблей.

Цель изобретения - обеспечение де- мпф ироь.жия колебаний в течение неограниченного промежутка времени при ориентации на произвольный ориентир.

Сущность способа управления ориентацией заключается в следующем.

Уравнение движения ориентируемого объекта относительно одной оси описывает- ° ся уравнением

Ар +Ар М, где А - момент инерции,

(1)

р - угловая скорость вращения вокруг оси управления,

М - управляющий момент.

Из (1) видно, что демпфирование, создаваемое членом Ар будет эффективным при больших скоростях р, а при р О весь член обращается в нуль и в этот момент направление изменения А не играет роли, его можно уменьшить до минимального значения, а в дальнейшем вновь увеличить для введения положительного демпфирования.

Момент времени Р 0 без прямого измерения угловой скорости р датчиком угловой скорости, например, гироскопического типа, определяется по достижению измеряемой угловой координаты р экстремума (максимума или минимума).

Пусть в момент времени, когда р становится больше установленного значения р у угловая скорость объекта равна pi. В

00

ю

00

00

со

этот момент времени увеличиваем момент инерции А на ДА. При этом по закону сохранения кинетического момента происходит уменьшение скорости

Р2

А+ДАр

Под действием управляющего момента М будет происходить торможение объекта, В момент, когда выходная координата р i, достигает экстремума (максимума), возвращают момент инерции в первоначальное положение А.

Дальнейшее движение будет происходить под действием управляющего момента М при моменте инерции А„ что соответствует ускорению

а М/А.

Угол,поворота (р г равен углу р, но противоположен по направлению. Угловая скорость рз будет меньше pi

рз 1

Г А

А Ч-ДА

т. е. произошло демпфирование колебаний.30

При входе в зону нечувствительности ( ) вновь можно увеличить момент инерции на величину А А, а затем

0

5

0

5

0

при достижении экстремума, вновь вернуть его в первоначальное состояние.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает наиболее оптимальное демпфирование колебаний.

Формула изобретен и я Способ управления ориентацией космического аппарата, включающий измерение углового отклонения ориентируемой оси космического аппарата от требуемого направления, определение моментов времени, в которое измеряемое угловое отклонение принимает экстремальные значения, изменение момента инерции космического аппарата в моменты времени, соответствующие экстремальным значениям углового отклонения и значениям углового отклонения, находящимся в .зоне допустимых значений отклонения от требуемого направления, отличающийся тем, что, с целью обеспечения демпфирования колебаний в течение неограниченного промежутка времени при ориентации на произвольный ориентир, в моменты време-. ни, соответствующие экстремальным значениям углового отклонения, момент инерции космического аппарата уменьшают, а в моменты времени, соответствующие нахождению углового отклонения в зоне допустимых значений, - момент инерции космического аппарата увеличивают.

Изобретение относится к способам управления угловым положением твердого тела при отсутствии информации от угловой скорости. Цель - обеспечение демпфирования колебаний в течение неограниченного промежутка времени при ориентации на произвольный ориентир. Цель достигается путем измерения углового отклонения ориентируемой оси космического аппарата (КА) от требуемого направления, определения моментов времени, в которые измеряемое угловое отклонение принимает экстремальные значения и уменьшения момента инерции КА в моменты времени, соответствующие экстремальным значениям углового отклонения или увеличения момента инерции КА в моменты времени, соответствующие нахождению углового отклонения в зоне допустимых значений.