Разработка алгоритмов контроля и диагностики системы управления ориентацией космического аппарата
Дипломная работа - Математика и статистика
Другие дипломы по предмету Математика и статистика
рієнтації пружного космічного апарату х урахуванням моментів зовнішніх сил, можливості відмови командних приборів, таких я к гироскопічни1й вимірювач вектору кутової швидкості та виконавчих органів, таких як двигуни стабілізації великої та малої потуги.
Мета роботи: розробка алгоритмів діагностики та контролю системи управління орієнтацією космічного апарату.
Розроблені алгоритми побудови орієнтації пружного космічного апарату, алгоритм стабілізації реактивних двигунів системи управління космічного апарату, алгоритм ідентифікації відмов двигунів стабілізації. Розроблена модель пружного космічного апарату з урахуванням аеродинамічного та гравітаційного моментів. У законі управління введена можливість гасіння шумів, з використанням гістерезиса або паузи по часу, як для двигунів великої потуги, так і для двигунів малої потуги. Для моделювання відмов одного з двигунів стабілізації розроблено та впроваджено в алгоритм контролю алгоритм неповної потуги. Розроблена математична модель гіроскопічного вимірювача вектора кутової швидкості та алгоритм контролю чутливих елементів датчика.
На базі розроблених алгоритмів та прийнятої моделі космічного апарату, розроблено програмний комплекс з використанням середовища візуального програмування DELPHI 7 та CAD системи візуального моделювання VisSim 5, які дозволяють у повному обсязі моделювати складні фізичні процеси з урахуванням усіх параметрів як для пружної моделі так і для абсолютно твердого тіла.
Проведене модулювання показало високу ефективність розроблених алгоритмів, що дозволяє їх використовувати на практиці.
Список ключових слів: СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ, КОСМІЧНИЙ АПАРАТ, ЗАКОН УПРАВЛІННЯ, АЛГОРИТМ КОНТРОЛЮ.
THE ABSTRACT
Volume 169 pages, case histories 71, tables 18, references 37.
The problem constructing of attitude of an elastic space vehicle with allowance for of moments of external forces, possibility of failures of command instruments, such as a gyroscopic meter of angular-velocity vector and cutting heads, such as motor engines of stabilizing large and low-thrust is esteemed.
The purpose of operation: mining of check algorithms and diagnostic of the attitude control system of a space vehicle.
The algorithms of constructing by attitude of an elastic space vehicle, algorithm of stabilizing of jet engines of a management system of a space vehicle, algorithm of identifying of failures of motor engines of stabilizing are designed. The pattern of an elastic space vehicle with allowance for of aerodynamic and gravitation moment is designed. In a control law are injected a possibility of extinguishing of noises, with usage of a hysteresis or space on time, both for motor engines of large draught, and for verniers. For simulation of failures of one of motor engines of stabilizing is designed and the algorithm of incomplete draught is introduced into a check algorithm -. The mathematical model of a gyroscopic meter of angular-velocity vector and check algorithm of countermeasure feelers of the sensor is designed.
On the basis of designed algorithms and accepted pattern of a space vehicle, the programmatic complex, with applying of environment of visual programming DELPHI 7 and CAD of a system of visual simulation VisSim 5, permitting to the full is designed to model difficult(complex) physical processes with allowance for of all arguments both for the elastic pattern, and for absolute solids.
The held simulation has shown high performance of designed algorithms, that allows them to put into practice.
The agenda of keywords: a management SYSTEM, SPACE VEHICLE, CONTROL LAW, CHECK ALGORITHM.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АНУ алгоритм начальной установки;
БИНС бесплатформенная инерциальная навигационная система;
БСК базовая система координат;
БСО бесплатформенная система ориентации;
БЦВМ бортовая вычислительная машина;
БЦК бортовой цифровой комплекс;
ВСК визирная система координат;
ГИВУС гироскопический измеритель вектора угловой скорости;
ГО гражданская оборона;
ДБТ двигатели большой тяги;
ДМТ двигатели малой тяги;
ДС двигатели стабилизации;
ДУС датчик угловой скорости;
ИНС инерциальная навигационная система;
ИО исполнительные органы;
ИПП индивидуальный противохимический пакет;
КА космический аппарат;
ЛА летательный аппарат;
ММ математическая модель;
НИР научно-исследовательская работа;
НКА научный космический аппарат;
НТЭ - научно-технический эффект;
ОВ отравляющие вещества;
ОП опасная продолжительность;
ОУ объект управления;
ПЗ полетное задание;
ПО признак отказа;
ПЗУ постоянное запоминающее устройство;
ПСК приборная система координат;
СБ солнечные батареи;
СГК силовой гироскопический комплекс;
ССК связанная система координат;
СУО система управления ориентацией;
УВВ устройство ввода-вывода;
ФОВ фосфороорганические отравляющие вещества;
ЦВМ центральная вычислительная машина;
ЧЭ чувствительный элемент;
ЭВМ электронная вычислительная машина;
ЭМИ электромагнитный импульс;
ЭЭ экономический эффект.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………................
- ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ…………………………………………….........
- СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИЕЙ КА НА БАЗЕ БИНС…...
2.1 Бесплатформенные инерциальные навигационные системы……...
2.2 Гироскопический измеритель вектора угловой скорости…………
- МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ………………….……………………...
- Математическая модель упругого космического аппарата………...
- Моменты, действующие на космический аппарат………...………..
- Аэродинамический момент…………………………………….
- Аппроксимация стандартной атмосферы…………….
- Построение аппроксимирующего полинома для плотности земной атмосферы…………………………
- Гравитационный момент……………………………………….
- Математическая модель ГИВУС……………………………………..
- АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И КОНТРОЛЯ СУО И СТАБИЛИЗАЦИИ КА……………………………………………………..
- Синтез наблюдателя Льюинбергера…………………………………
- Алгоритм оценки угловой скорости………………………………… <