Styring av romfartøy STE6122

Transkript

1 Syring av romfarøy STE6122 3HU -. 1LFNODVVRQ Høgskolen i Narvik Høs 2000 Forelesningsnoa 12 1

2 %UXN DY UHDNVMRQVWUXVWHUH Reaksjonsrusere benyes ved banekorreksjoner, for dumping av spinn og il akiv regulering av nuasjon. Den enese meoden for regulering av orienering under banekorreksjoner er vha. reaksjonsrusere, fordi parasiiske momener pga. hasigheskorreksjoner er mege sore. Trusere kan bare benyes il pulsmodus, dvs. av/på. De er ingen mulighe il å endre krafampliuden. Midlere kraf over e idsinervall kan imidlerid syres. Trusere er i sin naur diskree, og kan med fordel benyes sammen med diskree regulaorer. Fordelakig å benye rusere med samme sørrelse i e og samme sysem. Ikke allid mulig å få dee il. Kan benye rusere med forskjellig sørrelse ilknye felless drivsoffsysem. 2

3 7UXVWHUNRQILJXUDVMRQ Vanlig å benye 6 eller flere rusere for å få il syring av orienering. Kan da uføre både banekorreksjoner og syring av orienering. Kan syre orienering med fire rusere, men kan da ikke endre lineær hasighe i ønskede reninger. Må se på sammenheng mellom plassering av rusere og de momener som fremkommer ved akivering av ulike rusere, for å kunne avgjøre hvilke rusere som skal akiveres for å få gi e momen som spesifiser av regulaoren. Momen er ikke bare avhengig av kraf, men også orienering i forhold il, og avsand fra akser som har origo i massesener. 3

4 %HUHJQLQJ DY PRPHQW IRU HQ HQNHOW WUXVWHU,, Se Figur Truser har elevasjon J (vinkel i forhold il ; % -aksen i ;=-plane) og asimu K (vinkel i forhold il ; % -aksen i ;<-plane). Truser har plassering U = LU [ + MU \ + NU ]. Momen gi av: M = 0 [ 0 \ = U ¼ ) = U ¼ 0 ] cosâjã cosâkã sinâjã cosâjã sinâkã ) U \ sinâkã cosâjã? U ] sinâjã A[ = U ] cosâjã cosâkã? U [ cosâjã sinâkã ) = A\ ) U [ sinâjã? U \ cosâjã cosâkã A] 4

5 %HUHJQLQJ DY PRPHQW IRU HQ HQNHOW WUXVWHU,,, Kan ved å variere vinklene J og K (angrepsvinkler) endre momene selv om krafen er konsan, se Figur De er ikke drivsoffopimal å endre momene på denne måen! For å oppnå momen i begge reninger om en akse, må de benyes minimum o rusere. Må se på midlere momen isedenfor insanan verdi, siden krafen fra ruseren bare kan ha o verdier. 5

6 7UXVWHUDOORNHULQJ,, Må finne u hvilke rusere som skal benyes for å gi e besem momen (spesifiser av regulaoren). Se Figur for eksempel på ruserallokering. Posiive og negaive momener om farøyfase akser er gi som følger: 7 \+ = 7K 2, 7 \? = 7K 1 7 [+ = 7K 3 + 7K 5, 7 [? = 7K 4 + 7K 6 7 ]+ = 7K 5 + 7K 6, 7 ]? = 7K 3 + 7K 4 Truser 1 og 2 benyes for Øs-Ves korreksjoner, mens ruser 3-6 benyes for Nord-Sør korreksjoner. Anar a ruserne er symmerisk plasser om de farøyfase aksene, med like momenarmer om samme akse. Orieneringen av ruserne er parallell med aksene. 6

7 7UXVWHUDOORNHULQJ,,, Definerer momenkonsaner * [ = )A[, * \ = )A\, * ] = )A]. Momener om aksene: 7 [ = Ä7K 5 + 7K 3? 7K 4? 7K 6 Å* [ 7 ] = Ä7K 5 + 7K 6? 7K 3? 7K 4 Å* ] 7 \ = Ä7K 2? 7K 1 Å* \ Midlere momen (mhp. id) avhenger av på-iden for ruseren relaiv samplingsiden 7 VDP, dvs. duy raio fra klassisk PWM. Forear normalisering, slik a f.eks. 7! [ = 7 [ /* [ La 7 L, L = 1,u, 6 være forholde mellom på-id og samplingsid for ruser L. 7

8 7UXVWHUDOORNHULQJ,,,, Kan skrive 7 3 7! [ 7! ] = 1?1 1?1?1? Bruk av pseudoinvers gir 7 3 1? = 1 4?1? ! [ 7! ] 7 6?1 1 8

9 7UXVWHUDOORNHULQJ,,9 Kan få 7 L som er negaiv. Kan ikke realiseres fysisk for ruser L.Må isedenfor benye ruser som gir momen i mosa rening. Dersom f.eks. 7 3 blir negaiv, må 7K 6 akiveres isedenfor 7K 3 med samme påid (under forusening a momenarmene A[ og A] er de samme for begge ruserne). Algorime i pseudokode er gi på s. 265 i læreboken. Kan realiseres i programvare på mikroprosessor. Har nå algorime for å disribuere pådrag mellom rusere. Trenger fremdeles å designe regulaor for hver enkel sløyfe Disribusjon av pådrag fra regulaorene il fysiske rusere kan gjøres på mange måer, bla. ved å benye opimaliseringsmeoder, slik a f.eks. en gi kombinasjon av rusere benyes for å gi en besem momenvekor, ufra e eller anne krierium (minimum drivsoff-forbruk, ec.). 9

10 5HJXODWRUGHVLJQ Kan benye fremgangsmåer for analoge sysemer kombiner med f.eks. Pulse Widh Pulse Frequency (PWPF) modulaorer, se Figur Går ufra lineær beskrivelse og benyer V-plan analyse. PWPF ble mye benye på 60- og 70-alle. Baser på analog monosabil Schmid-rigger. PWPF gir synkroniseringsproblemer ved bruk av mikroprosessor. PWM er bedre egne for implemenasjon på mikroprosessor, siden samplingsfrekvensen er konsan. Regulaordesign kan gjøres i ]-plan, se Figur Bruk av rusere kan gi problemer med vibrasjoner i de konsruksjoner som benyes i romfarøy, fordi pådrage inneholder e sor speker av frekvenser. Kan see ned båndbredden for å unngå vibrasjonsproblemer, filrere pådrage, eller benye akiv vibrasjonsdempning. 10