×
27.04.2014
216.012.bf0e

СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способам и устройствам ориентации космического аппарата (КА). Способ ориентации космического аппарата заключается в том, что формируют сигнал оценки угла и сигнал оценки угловой скорости КА, определяют сигнал разности сигнала угла и сигнала оценки угла, определяют сигнал разности сигнала угловой скорости и сигнала оценки угловой скорости и определяют скорректированный сигнал оценки угла и скорректированный сигнал оценки угловой скорости и формируют сигнал управления с использованием скорректированного сигнала оценки угла и скорректированного сигнала оценки угловой скорости. Устройство для реализации способа ориентации КА содержит модель двигателя-маховика, четыре интегратора, четыре сумматора, четыре нормально замкнутых переключателя, два нормально разомкнутых переключателя, выход второго сумматора через последовательно соединенные модель двигателя-маховика, первый интегратор, четвертый сумматор, второй интегратор, пятый сумматор, шестой сумматор, первый переключатель, третий интегратор соединен со вторым входом пятого сумматора, выход которого соединен через первый переключатель со вторым входом первого сумматора, выход четвертого сумматора через последовательно соединенные седьмой сумматор, второй переключатель и четвертый интегратор подключен ко второму входу четвертого сумматора, выход которого через второй переключатель соединен с третьим входом второго сумматора, выход датчика угловой скорости соединен со вторым входом седьмого сумматора и через третий переключатель - со входом второго усилителя. Повышается точность и надежность ориентации КА. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способам и системам ориентации космического летательного аппарата.

Известен способ ориентации космического аппарата, заключающийся в измерении сигнала угла и сигнала угловой скорости, формировании сигнала задания и формировании сигнала управления космическим аппаратом [1].

Известно устройство для реализации способа ориентации космического аппарата, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, первый усилитель, второй сумматор, двигатель-маховик, третий сумматор, космический аппарат, датчик угловой скорости и датчик угла, а выход второго усилителя соединен со вторым входом второго сумматора [1].

Недостатками известных способа и устройства для его реализации является низкая точность и надежность процесса ориентации и системы ориентации в случае ограниченного ресурса времени нормального функционирования датчиков угла и угловой скорости космического аппарата.

С целью исключения указанных недостатков известного способа и устройства его реализации способ ориентации космического аппарата отличается тем, что формируют сигнал оценки угла и сигнал оценки угловой скорости космического аппарата, определяют сигнал разности сигнала угла и сигнала оценки угла, определяют сигнал разности сигнала угловой скорости и сигнала оценки угловой скорости и определяют скорректированный сигнал оценки угла и скорректированный сигнал оценки угловой скорости соответственно по формулам

ε - сигнал разности угла и сигнала оценки угла;

- сигнал разности сигнала угловой скорости и сигнала оценки угловой скорости;

- скорректированный сигнал оценки угла;

- скорректированный сигнал оценки угловой скорости;

- сигнал начальной оценки угла;

- сигнал начальной оценки угловой скорости,

и формируют сигнал управления с использованием скорректированного сигнала оценки угла и скорректированного сигнала оценки угловой скорости.

Устройство, реализующее способ ориентации космического аппарата, отличается тем, что оно содержит модель двигателя-маховика, четыре интегратора, четыре сумматора, четыре нормально замкнутых переключателя, два нормально разомкнутых переключателя, выход второго сумматора через последовательно соединенные модель двигателя-маховика, первый интегратор, четвертый сумматор, второй интегратор, пятый сумматор, шестой сумматор, первый нормально замкнутый переключатель, третий интегратор соединен со вторым входом пятого сумматора, выход которого соединен через первый нормально разомкнутый переключатель со вторым входом первого сумматора, выход четвертого сумматора через последовательно соединенные седьмой сумматор, второй нормально замкнутый переключатель и четвертый интегратор подключен ко второму входу четвертого сумматора, выход которого через второй нормально разомкнутый переключатель соединен с третьим входом второго сумматора, выход датчика угловой скорости соединен со вторым входом седьмого сумматора и через третий нормально-замкнутый переключатель - со входом второго усилителя.

На чертеже представлено устройство для коррекции параметров математической модели космического аппарата, на котором приняты следующие обозначения:

1, 2 - первый и второй нормально разомкнутые переключатели соответственно,

3 - модель двигателя-маховика,

4 - первый интегратор,

5 - четвертый сумматор;

6 - второй интегратор,

7 - пятый сумматор,

8 - четвертый интегратор,

9 - седьмой сумматор,

10 - третий интегратор,

11 - шестой сумматор,

12 - первый сумматор,

13 - первый усилитель,

14 - второй сумматор,

15 - двигатель-маховик,

16 - третий сумматор,

17 - космический аппарат,

18 - датчик угловой скорости,

19 - датчик угла,

20 - второй усилитель,

21, 22, 23, 24 - второй, первый, третий нормально замкнутые переключатели соответственно,

25 - модель космического аппарата.

Функционирует устройство для ориентации космического аппарата согласно заявленному способу ориентации следующим образом.

На входы первого сумматора 12 поступает сигнал угла φ(t) поворота космического аппарата (КА) и сигнал задания φз(t), разность φз(t)-φ(t) через первый усилитель 13 поступает на вход второго сумматора 14, на другой вход которого с датчика угловой скорости 18 через последовательно соединенные третий нормально замкнутый переключатель 24 и второй усилитель 20 поступает сигнал угловой скорости . При этом на выходе второго сумматора 14 получается сигнал управления U(t), который через исполнительное устройство - двигатель-маховик - 15 воздействует на космический аппарат 17, изменяя его ориентацию в пространстве.

Кроме того, на космический аппарат 17 действует аддитивная внешняя помеха MB и мультипликативная помеха F(t). Последняя сказывается на изменении во времени момента инерции J(t) космического аппарата.

Параллельно последовательно соединенным двигателю-маховику 15, космическому аппарату 17, датчику угловой скорости 18 и датчику угла 19 включены модель двигателя-маховика 3 и два интегратора 4 и 6 с сумматорами 5 и 7 на их выходах.

При условии, что датчик угловой скорости 18 и датчик угла 19 точно и мгновенно измеряют соответственно угловую скорость и угол φ, то можно считать, что на выходах первого интегратора 4 и второго интегратора 6 получаем некоторые оценки угловой скорости и угла соответственно. При этом пунктиром на чертеже обведена модель 25 космического аппарата 17 совместно с датчиком угловой скорости 18 и датчиком угла 19.

Ввиду того, что на модель 25 космического аппарата аддитивная помеха MB и F(t) не действуют, то на выходе первого интегратора 4 не равна на выходе датчика угловой скорости 18, а на выходе второго интегратора 6 не равна φ на выходе датчика угла 19.

Для получения скорректированного сигнала оценки угловой скорости используются седьмой сумматор 9, второй нормально-замкнутый переключатель 21 и четвертый интегратор 8. В результате получаем

где

- начальная оценка угловой скорости,

аналогично действует шестой сумматор 11, первый нормально-замкнутый переключатель 22 и третий интегратор 10, которые на выходе пятого сумматора 7 позволяют получить скорректированный сигнал оценки угла

где

В результате при условии, что датчик угловой скорости 18 и датчик угла 19 исправны, на выходах четвертого сумматора 5 и пятого сумматора 7 получаем сигналы оценки и соответственно. Другими словами, модель 25 космического аппарата будет повторять измерения реальных датчика угловой скорости 18 и датчика угла 19.

Теперь можно одновременно подать команду (не указаны) на переключатели 1, 2, 21, 22, 23 и 24, чтобы переключатели 1 и 2 замкнулись, а переключатели 21, 22, 23 и 24 разомкнулись. При этом информация о состоянии космического аппарата 17 будет получаться с выходов модели 25 космического аппарата 17, т.е. с выходов четвертого 5 и пятого 7 сумматоров, а интеграторы 8 и 10 запомнят те смещения для и соответственно, которые обеспечивают равенства

и

Эти равенства могут поддерживаться достаточно долго при условии, что помеха MB и J(t) имеют малые скорости изменения.

Следовательно, использование модели 25 космического аппарата 17 при отказах датчика угловой скорости 18 и датчика угла 19 позволят обеспечить точное ориентирование космического аппарата 17 и надежность устройства, реализующего способ ориентации.

Изобретательский уровень изобретения по способу и устройству его реализации подтверждается отличительными частями формулы изобретения.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении точности и надежности ориентации космического аппарата.

Литература

1. Васильев В.Н. Системы ориентации космических аппаратов. / В.Н.Васильев. - М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2009 г. С.149-156.


СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 60.
20.12.2013
№216.012.8cc5

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к космической технике, а именно к системам управления космическим аппаратом (КА). Устройство для ориентации космического аппарата содержит одиннадцать сумматоров, пять усилителей, два нормально разомкнутых переключателя, пять нормально замкнутых переключателей, четыре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501720
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.03.2014
№216.012.abc9

Способ управления ориентацией солнечной батареи космического аппарата с защитой от кратковременных сбоев информации об угловом положении солнечной батареи

Изобретение относится к системам электроснабжения космических аппаратов (КА) с использованием солнечных батарей (СБ). Способ заключается в том, что определяют заданный угол СБ, измеряют ее текущий угол и вычисляют расчетный угол по угловой скорости СБ и времени ее вращения. Определяют углы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509692
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.abca

Способ управления ориентацией солнечной батареи космического аппарата с контролем направления вращения и непрерывности изменения информации углового положения солнечной батареи

Изобретение относится к системам электроснабжения космического аппарата (КА) с помощью солнечных батарей (СБ). Способ включает определение заданного и текущего углов ориентации СБ и угловой скорости (ω) СБ. Вычисляют также расчетный угол и перед началом управления СБ присваивают ему значение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509693
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.abcb

Способ управления ориентацией солнечной батареи космического аппарата с ограничением угла поворота солнечной батареи

Изобретение относится к системам электроснабжения космического аппарата (КА) с помощью солнечных батарей (СБ). Способ включает определение заданного угла ориентации СБ на Солнце по измеренному угловому положению нормали к рабочей поверхности СБ и вычисление расчетного угла относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509694
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.04.2014
№216.012.bf0d

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

(57) Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способам и устройствам ориентации космического аппарата (КА). Способ ориентации КА заключается в формировании сигнала оценки угла и сигнала оценки угловой скорости вращения КА, формировании сигнала оценки управления, определении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514649
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.06.2014
№216.012.d10d

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к способам и системам ориентации космического аппарата (КА). В предлагаемом способе формируют сигналы оценки: угла ориентации, угловой скорости вращения КА и управления. Определяют разности сигналов указанных параметров и их оценок. По некоторым формулам вычисляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519288
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d248

Способ измерения вектора угловой скорости космического аппарата и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к управлению ориентацией космического аппарата (КА). В предлагаемом способе сигнал гироизмерений вектора угловой скорости (ВУС) используют для формирования сигнала управления. При этом после отказа одного гироскопа формируют сигнал среднего значения астроизмерений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519603
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.11.2014
№216.013.0529

Способ формирования сигнала управления угловым движением беспилотного летательного аппарата и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бортовым устройствам для систем автоматического управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА). Техническим результатом является повышение устойчивости процессов управления. Устройство управления содержит задатчик сигнала управления, три блока вычитания и три...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532719
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.11.2014
№216.013.052a

Двухканальное устройство координированного управления летательным аппаратом

Изобретение относится к устройствам управления для бортовых систем автоматического управления летательными аппаратами с реализацией режимов координированных разворотов. Технический результат - повышение статической и динамической точности управления. Предложенным построением устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532720
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.12.2014
№216.013.11eb

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к управлению угловым движением космического аппарата (КА). Способ включает дополнительное формирование сигналов оценки угла ориентации и угловой скорости вращения КА. Также формируют эталонные сигналы угла ориентации, угловой скорости и сигнал оценки управления. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536010
Дата охранного документа: 20.12.2014
Показаны записи 11-20 из 81.
20.12.2013
№216.012.8cc5

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

Изобретение относится к космической технике, а именно к системам управления космическим аппаратом (КА). Устройство для ориентации космического аппарата содержит одиннадцать сумматоров, пять усилителей, два нормально разомкнутых переключателя, пять нормально замкнутых переключателей, четыре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501720
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.03.2014
№216.012.abc9

Способ управления ориентацией солнечной батареи космического аппарата с защитой от кратковременных сбоев информации об угловом положении солнечной батареи

Изобретение относится к системам электроснабжения космических аппаратов (КА) с использованием солнечных батарей (СБ). Способ заключается в том, что определяют заданный угол СБ, измеряют ее текущий угол и вычисляют расчетный угол по угловой скорости СБ и времени ее вращения. Определяют углы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509692
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.abca

Способ управления ориентацией солнечной батареи космического аппарата с контролем направления вращения и непрерывности изменения информации углового положения солнечной батареи

Изобретение относится к системам электроснабжения космического аппарата (КА) с помощью солнечных батарей (СБ). Способ включает определение заданного и текущего углов ориентации СБ и угловой скорости (ω) СБ. Вычисляют также расчетный угол и перед началом управления СБ присваивают ему значение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509693
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.abcb

Способ управления ориентацией солнечной батареи космического аппарата с ограничением угла поворота солнечной батареи

Изобретение относится к системам электроснабжения космического аппарата (КА) с помощью солнечных батарей (СБ). Способ включает определение заданного угла ориентации СБ на Солнце по измеренному угловому положению нормали к рабочей поверхности СБ и вычисление расчетного угла относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509694
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.04.2014
№216.012.bf0d

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

(57) Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способам и устройствам ориентации космического аппарата (КА). Способ ориентации КА заключается в формировании сигнала оценки угла и сигнала оценки угловой скорости вращения КА, формировании сигнала оценки управления, определении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514649
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.06.2014
№216.012.d10d

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к способам и системам ориентации космического аппарата (КА). В предлагаемом способе формируют сигналы оценки: угла ориентации, угловой скорости вращения КА и управления. Определяют разности сигналов указанных параметров и их оценок. По некоторым формулам вычисляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519288
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d248

Способ измерения вектора угловой скорости космического аппарата и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к управлению ориентацией космического аппарата (КА). В предлагаемом способе сигнал гироизмерений вектора угловой скорости (ВУС) используют для формирования сигнала управления. При этом после отказа одного гироскопа формируют сигнал среднего значения астроизмерений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519603
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.11.2014
№216.013.0529

Способ формирования сигнала управления угловым движением беспилотного летательного аппарата и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бортовым устройствам для систем автоматического управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА). Техническим результатом является повышение устойчивости процессов управления. Устройство управления содержит задатчик сигнала управления, три блока вычитания и три...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532719
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.11.2014
№216.013.052a

Двухканальное устройство координированного управления летательным аппаратом

Изобретение относится к устройствам управления для бортовых систем автоматического управления летательными аппаратами с реализацией режимов координированных разворотов. Технический результат - повышение статической и динамической точности управления. Предложенным построением устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532720
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.12.2014
№216.013.11eb

Способ ориентации космического аппарата и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к управлению угловым движением космического аппарата (КА). Способ включает дополнительное формирование сигналов оценки угла ориентации и угловой скорости вращения КА. Также формируют эталонные сигналы угла ориентации, угловой скорости и сигнал оценки управления. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536010
Дата охранного документа: 20.12.2014
+ добавить свой РИД