22

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….2

1.ВЫБОР ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ………………...…………..……………….3

2.ВЕРБАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ……...…………........6

3.ВЫБОР РЕЖИМА И ВИД ДВИЖЕНИЯ………………………….…………...13

4.ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ……………….………………………..14

5.РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ САУ С ВЫБОРОМ ЭЛЕМЕНТОВ……………………………………………………………………....17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………...………………….20

ВВЕДЕНИЕ

С развитием космической техники повышаются требования к точности, надежности, массе и ресур­сам подсистемы ориентации и стабилизации КЛА. Строгое лимитирование запасов энергии и рабочего тела на борту КЛА с длительным сроком активного существования, а также повышенные требования к точности ориентации на некоторых участках полета приводят к необходимости использования в систе­мах ориентации и стабилизации инерционных орга­нов управления.

Одной из наиболее характерных особенностей КЛА как объекта управления является влияние на его угловое движение внутренних моментов, возни­кающих в результате относительных движений час­тей самого аппарата. Случай, когда внутренние мо­менты соизмеримы с внешними или являются ос­новной причиной угловых движений аппарата так, что пренебречь ими нельзя, часто используют с це­лью управления КЛА.

Принцип использования двигателя-маховика в качестве устройства для создания управляющих мо­ментов основан на законе сохранения момента ко­личества движения.

Исполнительным органом для создания нужного момента является двигатель-маховик, который состоит из двигателя постоянного тока и металлического диска ,насаженного на вал этого двигателя.

1.Выбор объекта управления

Успешная работа системы угловой стабилизации возможна в том случае, если объект обеспечен исполнительными органами, способными развивать управляющие моменты, заведомо больше максимального момента, который возмущает. Кроме этого важного требования, исполнительные органы должны потреблять меньше энергии.

Наиболее распространенным является способ создания управляющих моментов при помощи реактивных сопел. Сжатый газ или продукты сгорания топлива выпускаются через специальные сопла, установленные по каждому каналу стабилизации. Возникающие при этом реактивные силы создают относительно центра масс КЛА управляющие моменты необходимого направления. Величина управляющих моментов, как правило, постоянна по модулю. Преимущества данного способа заключаются в конструктивной простоте его реализации и в возможности создания больших управляющих моментов. К его серьезным недостаткам относят необходимость расхода рабочего тела (запасов сжатого газа, жидкого или твердого топлива). Другим способом создания управляющих моментов может быть вращения инерционных масс, расположенных внутри КЛА Если маховик вращать при помощи двигателя в одном направлении, то аппарат по закону сохранения момента количества движения будет вращаться в противоположном. На вращение маховика затрачивается электрическая энергия аккумулятора, которая может быть заполнена солнечными батареями. К недостаткам маховиков относится потеря трудоспособности в режиме насыщения. Действительно, разгонять маховик можно до определенного предела. Его максимальная скорость ограничена возможностями привода и механической прочностью маховика. Для того чтобы частично устранить отмеченный недостаток и увеличить время насыщения, можно использовать маховик с переменным моментом инерции, который при тех же самых возможностях привода имеет значительно больший диапазон создания

управляющих моментов.

Управляющие моменты могут быть также созданы с помощью гироскопов. Предположим, что на борту КЛА установлен двухстепенной ​​гироскоп. Вместе с корпусом аппарата такая механическая система образует трехступенчатой ​​гироскоп, причем роль внешней рамки выполняет корпус. Одно из свойств трехступенчатого гироскопа заключается в прецессии под действием приложенного к нему момента внешних сил. Это означает, что для создания управляющего момента весьма оси прецессии двухступенчатого гироскопа приложить момент двигателя-маховика, под действием которого аппарат начнет прецесуваты с угловой скоростью.

Возможны также чисто пассивные способы создания управляющих моментов: гравитационный, аэродинамический и светодинамических. Реализация этих способов сводится к конструктивному исполнению корпуса космического аппарата так, чтобы с максимальной пользой оказались гравитационный, аэродинамический и светодинамических эффектов. Преимуществом этих способов является то, что при их использовании не расходуется рабочее тело. Однако системы угловой стабилизации, основанные на пассивных способах, имеют малую точность

Рулевым органам в космической технике уделяют значительно большее внимание, чем это имеет место в наземных подвижных объектов. По типу рулевых органов классифицируют системы угловой стабилизации с двигателями-маховиками, с гироскопическими исполнительными органами, с моментным магнитоприводом, с реактивными соплами, гравитационные, аэродинамические и типа «солнечный парус».

Существует целый ряд задач, в которых более целесообразно применение активных, в частности маховичных систем. При этом возникают характерные отличия от аналогичных для массивных спутников, связанных с ограничениями на размеры,  массу,  мощность бортовых источников энергии.

В процессе создания новых образцов космической и авиационной техники необходимо решать задание экспериментальной отработки соответствующих макетов в лабораторных условиях. При этом могут использоваться разные экспериментальные установки – стенды испытаний, на которых должны обеспечиваться условия, максимально приближенные к условиям реального полета. С этой целью был создан стенд экзамена, который является моделью микроспутника. В качестве объекта упарвления был выбран избыточный блок двигателей- маховиков, собранный из 4 двигателей постоянного тока.