Быстрый поиск

Реферат: Разработка алгоритмов контроля и диагностики системы управления ориентацией космического аппарата

где Вjk – элементы матрицы управления;

nuprk – номера управляющих ЧЭ ГИВУС (j=1¸3; k=1¸3).

Затем вычисляются проекции приращений углов на оси визирной системы координат (ВСК) qj:

где ADj – погрешности установки ПСК ГИВУС относительно ВСК;

qyxj – вычисленный на борту угловой уход (j=1¸3).

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

4. 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]:

qk = Cncon,1qg1 + Cncon,2qg2 + Cncon,3qg3

|qk -`qncon|<dqp

где ncon – номер контрольного ЧЭ;

dqp – порог контроля информации.

Если разность не превышает порог dqp, 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 dqp 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.

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:

; (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.

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]:

(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 .

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.

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)