Редактирование: Разработка системы ориентации и стабилизации малых космических аппаратов
Внимание! Вы не авторизовались на сайте. Ваш IP-адрес будет публично видимым, если вы будете вносить любые правки. Если вы войдёте или создадите учётную запись, правки вместо этого будут связаны с вашим именем пользователя, а также у вас появятся другие преимущества.
Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
Текущая версия | Ваш текст | ||
Строка 1: | Строка 1: | ||
− | + | ==Руководитель== | |
− | + | А.С.Мурачев | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
==Введение== | ==Введение== | ||
− | [[File:Picture1.png|200px|thumb|left | + | [[File:Picture1.png|200px|thumb|left]] |
*Одной из самых важных задач при разработке космических аппаратов является создание системы | *Одной из самых важных задач при разработке космических аппаратов является создание системы | ||
управления угловым движением. Работоспособность космических аппаратов существенным образом | управления угловым движением. Работоспособность космических аппаратов существенным образом | ||
Строка 51: | Строка 45: | ||
===Конструкция имитатора=== | ===Конструкция имитатора=== | ||
*Существуют различные геометрические конфигурации токовых катушек для создания однородное поле. Наиболее распространенней конфигурацей имитатора поля является "кольца Гельмгольца".Обозначим радиус катушки через а_с, расстояние между центрами катушек - d_c (рис.4). Показано [1][2], что оптимальной конфигурацией является та, для которой выполняется соотношение d_c⁄(a_c=1.116). | *Существуют различные геометрические конфигурации токовых катушек для создания однородное поле. Наиболее распространенней конфигурацей имитатора поля является "кольца Гельмгольца".Обозначим радиус катушки через а_с, расстояние между центрами катушек - d_c (рис.4). Показано [1][2], что оптимальной конфигурацией является та, для которой выполняется соотношение d_c⁄(a_c=1.116). | ||
− | [[File:Helmholz.png|300px|thumb|center | + | [[File:Helmholz.png|300px|thumb|center]] |
*Напряженность имитатора приблизительно можно выразить следующей формулой | *Напряженность имитатора приблизительно можно выразить следующей формулой | ||
[[File:HelmholzEquation.png|200px|thumb|center]] | [[File:HelmholzEquation.png|200px|thumb|center]] | ||
− | |||
− | |||
===Экспериментальный образец имитатора=== | ===Экспериментальный образец имитатора=== | ||
− | [[File:HelmholzExperiment.png|350px|thumb|center | + | [[File:HelmholzExperiment.png|350px|thumb|center]] |
==Создание магнитной системы управления== | ==Создание магнитной системы управления== | ||
Строка 72: | Строка 64: | ||
===Экпериментальные катушки=== | ===Экпериментальные катушки=== | ||
− | [[File:Picture1.png|200px|thumb|right| | + | [[File:Picture1.png|200px|thumb|right|макет спутника с токовыми катушками]] |
*В соответствии с выбранными параметрами были созданы токовые катушки для спутника. Проволока, используемая для намотки катушек, была выбрана с диаметром 0.2 мм. Сопротивление каждой катушки R=N∙r=53.5 Ом. Измеряемое сопротивление каждой катушки составляет ≈55 Ом. То есть отклонение измеренного сопротивления от расчетного составляет ≈3 %. Такая разница может вызвана превышением числа витков в процессе ручной намотки. Используя формулы (20), получим создаваемый дипольный момент равен 0.42 Ам2. Относительное отклонение от требуемого значения момента составляет σ=5%. Разницы моментов и сопротивления катушек будут усчитаны при выводе закона управления системы. *Расположение двух катушек на макете спутника показано на рисунке справа. | *В соответствии с выбранными параметрами были созданы токовые катушки для спутника. Проволока, используемая для намотки катушек, была выбрана с диаметром 0.2 мм. Сопротивление каждой катушки R=N∙r=53.5 Ом. Измеряемое сопротивление каждой катушки составляет ≈55 Ом. То есть отклонение измеренного сопротивления от расчетного составляет ≈3 %. Такая разница может вызвана превышением числа витков в процессе ручной намотки. Используя формулы (20), получим создаваемый дипольный момент равен 0.42 Ам2. Относительное отклонение от требуемого значения момента составляет σ=5%. Разницы моментов и сопротивления катушек будут усчитаны при выводе закона управления системы. *Расположение двух катушек на макете спутника показано на рисунке справа. | ||
Строка 88: | Строка 80: | ||
===Закон управления=== | ===Закон управления=== | ||
*Желаемый дипольный момент катушек определяется следующим образом: | *Желаемый дипольный момент катушек определяется следующим образом: | ||
− | m=Kp*e+Kd*de/dt + Ki∫de | + | m=Kp*e+Kd*de/dt + Ki∫de, (37) |
− | где: - Kp, Kd, Ki: пропорциональный, дифференцирующий интегральный коэффициенты, соответственно; - e="ψ"_желаемый-"ψ" : разность между желаемым и измеряемым углами. | + | |
+ | где: - Kp, Kd, Ki: пропорциональный, дифференцирующий интегральный коэффициенты, соответственно; - e="ψ" _желаемый-"ψ" : разность между желаемым и измеряемым углами. | ||
* Для получения данного дипольного момента, необходимо приложить дипольные моменты вдоль двум остальным осям в соответствии с выражением: | * Для получения данного дипольного момента, необходимо приложить дипольные моменты вдоль двум остальным осям в соответствии с выражением: | ||
[[File:Moment.png|350px|thumb|center]] | [[File:Moment.png|350px|thumb|center]] | ||
Строка 95: | Строка 88: | ||
==Эксперименты== | ==Эксперименты== | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
==Выводы== | ==Выводы== | ||
*Изучен принцип магнитного управления малыми космическими аппаратами, подробно рассмотрены его особенности, достоинства и недостатки. | *Изучен принцип магнитного управления малыми космическими аппаратами, подробно рассмотрены его особенности, достоинства и недостатки. |