Разработка алгоритмов контроля и диагностики системы управления ориентацией космического аппарата
Дипломная работа - Математика и статистика
Другие дипломы по предмету Математика и статистика
? законе управления и дополнительной задержкой по времени. Для сравнения был рассмотрен гистерезис с фиксированной зоной нечувствительности для ДБТ и ДМТ. Эффективность применения меньше по сравнению с паузой по времени, в связи с фиксированной зоной нечувствительности для всего диапазона угловых скоростей.
Рис. 5.3 Зависимость управляющего момента от времени в канале X
Проведем моделирование СУО с различными наборами коэффициентов фильтра Льюинбергера. Начальные условия модели КА возьмем из 2-ого варианта табл. 5.1. Варианты коэффициентов фильтра Льюинбергера, представлены в табл. 5.2.
Результаты моделирования представлены в приложении В. Как показали результаты моделирования минимальную погрешность оценивания показал 4-ый вариант наборов коэффициентов фильтра Льюинбергера. Как видно из результатов моделирование, наиболее длительный по времени переходной процесс показал 1-ый набор коэффициентов табл. 5.2 (~40 сек.), последующие наборы, показали тенденцию существенного снижения времени переходного процесса, так 3-ий набор коэффициентов фильтра Льюинбергера, показал (~8 сек.), вместе с тем, такая же тенденция наблюдается и с максимальной погрешностью оценивания. Так для 1-ого набора коэффициентов она составила (~0.01 1/с) , то для 4-ого набора коэффициентов максимальная погрешность оценивания составила (~0.0005 1/c). Следует отметить, что все четыре набора коэффициентов фильтра, были выбраны из области устойчивости рис. 4.2.1. 4-ый набор коэффициентов был найден методом интегральной квадратичной оценки качества, и является наиболее оптимальным, как показали результаты моделирования, для данных НУ взятых из табл. 5.1.
Таблица 5.2 - Коэффициенты фильтра Льюинбергера
Вариант№Набор коэффициентовK1K2K310.90.270.027233136128420.516149.6110.042.
5.1 Моделирование отказов ГИВУС
Рассмотрим модель гироскопического измерителя вектора угловой скорости, описанной в разделе 3.3 с учетом углов установки и дрейфа нуля.
Рассмотрим пять типов отказов, описанных в табл. 5.3 и проведем соответствующую диагностику отказов ГИВУС. Примем коэффициенты фильтра Льюинбергера постоянными. K1= 6, K2=12, K3= 8. Начальные условия моделируемой системы, представлены в табл. 5.4.
Таблица 5.3 - Описание отказов ГИВУС
Тип отказаОписание отказа1Отсутствие выходной информации2Максимальная информация постоянного знака3Информация постоянного знака, кратная 750 импульсам4Максимальная информация с релейным чередованием знака5Увеличение (уменьшение) цены импульса в 4 раза
Таблица 5.4 - НУ модели КА
ВариантУгловые скоростиУгловые ускоренияМоменты инерцииТипы отказов ГИВУСВремя отказа
1Wx = 0.5 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс22700 сек2Wx = 1 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс22700 сек3Wx = 4 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс22700 сек4Wx = 4 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс22100 сек5Wx = 4 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс22400 сек
Результаты моделирования представлены в приложении Г. Как показали результаты моделирования, для контроля отказавшего ЧЭ требуется в среднем (~3 сек.).
5.2 Моделирование отказов ДС
Рассмотрим КА с учетом отказов двигателей стабилизации. Введем в рассмотрение отказы типа не включения, отказы типа не отключения и отказы двигателей с остаточной тягой.
Проведем моделирование с начальными условиями, приведенными в табл.5.5. В таблице также представлено время выявления отказа для данного набора НУ по результата проведенного моделирования.
Таблица 5.5 - НУ модели КА и время выявления отказа
Вари-антУгловые скоростиУгловые ускорен-ияМоменты инерцииОстаточ-ная тяга ДСВремя отказаВремя выявле-ния отказа1Wx = 0.1 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс21000 сек704.3 сек2Wx = 0.1 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2500 сек706.8 сек3Wx = 0.1 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2150 сек715.2 сек4Wx = 1 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс21000 сек702.1 сек5Wx = 1 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2500 сек705.3 сек6Wx = 1 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2150 сек708.9 сек7Wx = 3 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс21000 сек701.28Wx = 3 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2500 сек704.6 сек9Wx = 3 c-1
Wy = 0 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2150 сек705.9 сек10Wx = 0 c-1
Wy = 1 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс21000 сек709.2 сек11Wx = 0 c-1
Wy = 1 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2500 сек714.3. сек12Wx = 0 c-1
Wy = 1 c-1
Wz = 0 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 0 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2150 сек721.1 сек13Wx = 0 c-1
Wy = 1 c-1
Wz = 1 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 1 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс21000 сек707.5 сек14Wx = 0 c-1
Wy = 1 c-1
Wz = 1 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 1 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2
Iz = 2500 Нмс2500 сек711.3 сек15Wx = 0 c-1
Wy = 1 c-1
Wz = 1 c-1Gx = 0 c-2
Gy = 0 c-2
Gz = 1 c-2Ix = 500 Нмс2
Iy = 1500 Нмс2