Алгоритм контроля ГИВУС - конспект -  Астрономия, Конспект из Астрономия
filizia
filizia11 June 2013

Алгоритм контроля ГИВУС - конспект - Астрономия, Конспект из Астрономия

PDF (548.7 KB)
12 страница
324количество посещений
Описание
Rybinsk State Academy of Aviational Technology. Лекции и рефераты по Астрономии. Контроль осуществляется при условии IZCON=0. Алгоритм рассчитывает приращение угла по контрольной оси и сравнивается с приращением, полу...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 12
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ

Алгоритм контроля ГИВУС

Контроль осуществляется при условии IZCON=0.

Алгоритм рассчитывает приращение угла по контрольной оси и

сравнивается с приращением, полученным с контрольного ЧЭ [21]:

k = Cncon,1g1 + Cncon,2g2 + Cncon,3g3

|k -ncon|<p

где ncon – номер контрольного ЧЭ;

p – порог контроля информации.

Если разность не превышает порог p, заданный в ПЗ, то все

включенные ЧЭ считаются исправными. В противном случае для

идентификации отказавшего ЧЭ алгоритм формирует заявку на подключение

пятого ЧЭ. После достижения им точностной готовности происходит

идентификация отказавшего ЧЭ следующим образом: из 5 задействованных

ЧЭ формируется 5 групп по 4 ЧЭ в каждой. Для каждой группы вычисляется

скалярное рассогласование между показаниями этих ЧЭ. При наличии

отказов рассогласование превышает порог p и формируется признак

ненормы. Поскольку каждый из 5 включенных ЧЭ входит в 4 группы, то при

одном отказавшем ЧЭ ненорма рассогласования возникает в 4-х случаях. Для

той группы, куда не вошел отказавший ЧЭ, рассогласование будет в норме

[21].

Признаку отказа с номером неисправного ЧЭ присваивается значение

1 и спустя время задержки на формирование признака неисправности,

заданное в ПЗ, выдается заявка на его отключение.

Если ненорма рассогласования возникла не в 4-х случаях или ненорма

возникла при работе на 4 ЧЭ, когда 2 ЧЭ отказали ранее, то формируется

признак ненормы контроля, идущий в телеметрию и никаких решений

автономно не принимается.

docsity.com

Алгоритм формирует признак смены работающего комплекта ЧЭ

IPSM=1.

При отсутствии точностной готовности прибора, или при количестве

отказавших ЧЭ, большем 3, или на время переключения диапазонов, или на

время подключения 5-го ЧЭ для идентификации отказа формируется IGIV=0.

Иначе прибор считается информативным.

На время отсутствия информативности ГИВУС рассчитывается

прогнозируемое приращение угла поворота объекта за такт, которое

поступает в алгоритм оценки скорости [21]:

,

где - оценочная эффективность исполнительных органов;

n – номер такта.

Алгоритм тактированный, работает с тактом То=0,1 с.

Расчет суммарной погрешности

Рассчитаем суммарную погрешность для ЧЭ ГИВУС 1, 3, 5, 6 в

виде:

; (4.16)

где - погрешность цены импульса;

- погрешность случайного ухода;

- погрешность, обусловленная ошибками установки.

Пусть скорость направлена по оси 6-го ЧЭ.

Матрица установки С (6х3) имеет вид:

220T)n(ajU)1n(j)n(j 

)n(ajU



,m        

m

 

, 

docsity.com

; (4.17)

Элементы матрицы С определяются выражениями:

(4.18)

После тригонометрических преобразований и предположения, что

, выражения (4.18) будут иметь вид, соответственно:

(4.19)

Определим составляющие выражения (4.16).

1. Вычислим - погрешность цены импульса.

Пусть с ГИВУС поступают выходные импульсы Ni (i = 1, 3, 5, 6):

(4.20)

где – приращение угла поворота объекта вокруг оси чувствительности

i-го

ЧЭ ГИВУС за такт;

– реальная цена импульсов i-го ЧЭ ГИВУС;

[…] – операция выделения целой части.

11 12 13

21 22 23

61 62 63

C C C C C C

C C C

C

            

   

1

2

3

cos( ), sin( ) cos((i-1) ), sin( ) sin((i-1) ).

i i

i i i

i i i

C C C

         

       

=,i i   

1

2

3

cos sin , sin cos((i-1) ) sin ((i-1) ) cos cos((i-1) ), sin sin ((i-1) ) sin((i-1) )cos cos((i-1) )sin .

i

i

i

C C C

                 

       

m

* ,*

iNi mi

       

* i

*mi

docsity.com

В алгоритме обработки информации ГИВУС приращение угла

поворота объекта за такт вычисляется по формуле [7]:

(4.21)

где - алгоритмическая цена импульсов i-го ЧЭ ГИВУС, взятая из

ПЗУ или ПЗ.

Подставляя величину в виде [7, 16, 21, 22]:

где - ошибка знания реальной цены импульсов ГИВУС, и полагая в

(4.3.5) в данный момент времени, из (4.18) получим [16]:

где - ошибка в вычислении приращения угла в алгоритме

обработки информации ГИВУС, определяемая по формуле [22]:

(4.22)

Контрольную разность можно представить в виде [7]:

(4.23)

Т.к. ошибки случайны и независимы между собой, получим [21]:

,m Ni i i 

mi

mi * ,m m mi i i 

mi

* *

* * i i

m mi i

        

*( ) , *

* * im mi i i i imi

  

     

i i

.** mi

i imi

  

.*k k k   

mi

docsity.com

(4.24)

где - ошибка в вычислении приращения угла поворота в ПСК

ГИВУС, которая вычисляется по формуле [7, 16, 21]:

(4.25)

где В(j, i) – матрица управления, которая имеет вид:

,

,

.

После подстановки в (4.25) численных значений и некоторых

предположений, мы получим значение погрешности от цены импульса .

2. Вычислим - погрешность случайного ухода.

В данном случае имеем [7, 21, 22]:

(4.26)

тогда после подстановки в (4.24) (4.25) и с учетом (4.26) мы получим

значение погрешности от случайного ухода .

  2 22 2

,61 1 62 2 63 3 6C C Cg g gk               

      

gj

( , 1) ( , 2) ( , 3) ,1 2 3B j B j B jgj        

11 21 31

12 22 32

13 23 33

C C C C C C C C C

B         

1B D

11 12 13

21 22 23

31 32 33

C C C C C C C C C

D         

m

 

Tj    

 

docsity.com

3. Приведем методику вычисления - погрешности,

обусловленной ошибками установки

Данная погрешность вычисляется по формуле [7 ,16]:

4.4 Алгоритм стабилизации

В правых частях динамических уравнений (1.1) стоят проекции

вектора главного момента всех внешних сил М, действующих на корпус

космического аппарата : .

Характерной особенностью момента управления является

активность, он появляется в результате включения вспомогательных

органов (в частности реактивных двигателей стабилизации), и исчезает при

их отключении. Момент , следует логике теории автоматического

управления, и обеспечивает заданное угловое движение корпуса

космического аппарата [1, 3].

Источником внешнего возмущающего момента , является

взаимодействие с внешней [1, 4, 6, 10, 12] средой, приводящее к появлению

действующих на корпус внешних сил – гравитационного,

аэродинамического, светового, магнитного и др. Будем рассматривать

гравитационный и аэродинамический моменты. Другие моменты не будем

рассматривать в силу их малости.

, 

2)3g63C( 2)2g62C(

2)1g61C(k 

ВMMM  упр

упрM

упрM

BM

docsity.com

Момент имеет две составляющих – (создаваемую

реактивными двигателями), и (создаваемым моментным

магнитоприводом и др. Будем рассматривать только ).

Важным свойством динамической системы ориентации является: если

осями ориентации являются поступательно движущиеся оси, то при

соответствующем законе управления вместо сложных пространственных

поворотов космического аппарата можно изучать три независимых плоских

угловых движения, что мы и сделаем в системе, т.е.:

(4.27)

получено три независимых уравнения.

Пусть двигатели работают в импульсном режиме [1, 4, 6, 11, 12]. Зона

нечувствительности определяется условием:

. (4.28)

Для изучения нужного динамического процесса, коэффициенты k в

законе управления (Рис. 4.2):

; (4.29)

упрM pM

MM

pM

  

 







);,(

);(

);(

упрZ

,упрY

,упрX

ZZZ

YYY

XXX

MC

MB

MA







jj  

jjjj k  

docsity.com

должны быть положительны. Сигнал управления формируется путем

сложения сигналов датчика угла и датчика угловых скоростей. Включение

двигателей происходит при . Диаграмма зависимости

управляющего момента от сигнала имеет вид ( рис 4.3 ) [1 ,3 ,

25].

Рис. 4.2 - Закон управления

Рис. 4.3 - Изменение управляющего момента со временемв канале X:

jj  

j M упр j

docsity.com

(рис

при

явля

изоб

испо

чере

[1, 3

B

Фазов

4.2). За

которых

ются ли

ражающ

лнительн

з точки

, 25]:

Также

- нижJ

ая диагр

штрихова

действу

ниями

ей точк

ых орга

вводятс

няя и

j

амма пр

нная обл

ет управ

переклю

ой про

нов сист

на оси а

Рис. 4

я дополн

верхняя

d d

 

оцесса у

асть – э

ляющий

чения, т

исходит

емы ори

бсцисс, а

;

.4 - Фазо

ительны

линии

k 1 

становле

то комб

момент

.е. при

включе

ентации

их накло

вый порт

е зоны н

перекл

ния ори

инация з

[6]. Ли

пересеч

ние

. Указанн

н зависит

(4

рет

ечувстви

ючения,

ентации

начений

нии

ении эт

(или вы

ые лини

от коэф

.30)

тельност

распол

имеет в

их лин

ключени

и поход

фициента

и:

агающие

 и

j 

HJ

ид

,

ий

е)

ят

k

,

ся

j

docsity.com

параллельно оси абсцисс. Они предназначены для «гашения» больших

начальных угловых скоростей [25]. При пересечении этих линий

изображающей точкой происходит включение (или выключение)

исполнительных органов системы ориентации. Соответственно

дополнительная зона нечувствительности находится между , и .

Фазовый портрет при больших начальных угловых скоростях приведен на

(Рис. 4.5)

Рис. 4.5 - Фазовый портрет с большими начальными угловыми скоростями

Также вводится гистерезис, - предназначенный для

гашения шумов при «скольжении» фазовой диаграммы по линии

переключения с наклоном -1/K [3].

Рассмотрим КА как упругое тело [1.3.6.7,9,10,11.12]. Уравнения

осцилляторов для упругой модели имеет вид [5]:

HJBJ

jj GG 

docsity.com

(4.31)

где - коэффициент демпфирования для каждой отдельно взятой

гармоники.

- квадрат собственной частоты не демпфированных колебаний для

каждой гармоники. - управляющий момент с учетом возможного

отказа. i = 1,2,3,4. Коэффициенты мы берем из

таблицы, приведенной в Приложении А.

При нулевой правой части, мы получаем свободные колебания,

зависящие от начальных отклонений, угловых скоростей и др. При ненулевой

правой части мы получаем вынужденные колебания, которые накладываются

на свободные колебания. Они являются затухающими со временем, в силу

коэффициента демпфирования. Прототипом для данной упругой модели

послужил маятник на пружинке. Рассматриваемая система является

линейной.

Находим, также как для абсолютно твердого тела, угловые скорости,

угловые ускорения, с учетом возможных отказов [25, 26].

Введем в имитационную модель космического аппарата наряду с

двигателями большой тяги – двигатели малой тяги. Будем рассматривать

двигатели дросселированной тяги, т.е. реактивные двигатели могут работать

как с большой тягой, так и с малой. Введем дополнительную зону

нечувствительности для двигателей большой тяги. Для более эффективного

гашения шумов введем паузу по времени при выходе из зон

нечувствительности. Для наглядности введем паузу Tp = 3 сек. Тогда,

фазовый портрет для упругой модели, с учетом работы двигателей малой

тяги и действующих на космический аппарат аэродинамического и

гравитационного моментов, имеет вид (рис 4.6). Так как задана достаточно

;)( 1

'2 ***

 

 N

l lzllzyllyxllxiqiiii upapapaqqq iii

i

2 qi

' lu

lil pa , i 2 qi

docsity.com

большая пауза, то процесс может, получился неустойчивым. Таким образом,

очень важным фактором является правильный выбор паузы [25].

Рис. 4.6 - Фазовый портрет для большой паузы

Разработанный алгоритм позволяет моделировать сложные

физические процессы с учетом внешних факторов действующих во время

полета космического аппарата [1, 3, 25].

docsity.com

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome