EKSAMEN STE 6159 Styring av romfartøy

Like dokumenter
KONTINUASJONSEKSAMEN STE 6159 Styring av romfartøy

EKSAMEN Styring av romfartøy Fagkode: STE 6122

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6251 Styring av romfartøy. Kontinuasjonseksamen

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6251 Styring av romfartøy

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6251 Styring av romfartøy

LØSNING TIL KONTINUASJONSEKSAMEN STE 6251 Styring av romfartøy

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6251 Styring av romfartøy

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6251 Styring av romfartøy

Avdeling for teknologi Sivilingeniørstudiet RT. Løsningsforslag til eksamen i STE6122 Styring av romfartøy Fredag

KONTINUASJONSEKSAMEN Tirsdag STE 6159 Styring av romfartøy Løsningsforslag

STE 6219 Digital signalbehandling Løsningsforslag

EKSAMEN STE 6219 Digital signalbehandling

KORT INTRODUKSJON TIL TENSORER

UNIVERSITETET I OSLO

,QQOHGQLQJ 3-1/ )DJ 67( 6W\ULQJ DY URPIDUW \ / VQLQJVIRUVODJ WLO YLQJ

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for Ingeniørutdanning

Norges Informasjonstekonlogiske Høgskole

EKSAMEN I NUMERISK MATEMATIKK(TMA4215) Lørdag 20. desember 2003 Tid: 09:00 14:00, Sensur:

STE 6219 Digital signalbehandling Løsning til kontinuasjonseksamen

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6219 Digital signalbehandling

EKSAMEN I EMNE TDT4195 BILDETEKNIKK TORSDAG 9. JUNI 2011 KL

Norges Informasjonstekonlogiske Høgskole

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

EKSAMEN I EMNE SIB 6005 GEOMATIKK-1. Torsdag 25. november 1999 Tid:

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE Njål Gulbrandsen / Ole Meyer /

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6219 Digital signalbehandling

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, rom B154 2 ark med egne notater (4 sider) Godkjent kalkulator Rottman. Matematisk formelsamling

EKSAMEN I TMA4110 MATEMATIKK 3 Bokmål Fredag 4. desember 2009 løsningsforslag

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE. Dato: Fredag 01. mars Tid: Kl 09:00 13:00. Administrasjonsbygget B154

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i SIF4072 KLASSISK FELTTEORI Onsdag 28. mai 2003

FAG: Fysikk FYS122 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Tore Vehus (linjedel)

EKSAMEN I SIF4048 KJEMISK FYSIKK OG KVANTEMEKANIKK Lørdag 2. august 2003 kl

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVER FOR TMA4110/TMA4115 MATEMATIKK 3

EKSAMEN RF3100 Matematikk og fysikk

EKSAMENSOPPGAVE. Oppgavesettet er på 5 sider inklusiv forside Kontaktperson under eksamen: Stian Normann Anfinsen Telefon:

STE6221 Sanntidssystemer LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN

Det matetmatisk-naturvitenskapelige fakultet Midtveis -eksamen i AST1100, 10 oktober 2007, Oppgavesettet er på 6 sider

UNIVERSITETET I OSLO

Universitetet i Stavanger Institutt for petroleumsteknologi

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag Side 1 av 7 L SNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I SIF5009 MATEMATIKK 3 Bokmål Man

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TDT4195 BILDETEKNIKK ONSDAG 3. JUNI 2009 KL

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1001

Fiktive krefter. Gravitasjon og ekvivalensprinsippet

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TDT4195/SIF8043 BILDETEKNIKK ONSDAG 19. MAI 2004 KL

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4320 Introduksjon til vitenskapelige beregninger

EKSAMEN I NUMERISK LØSNING AV DIFFERENSIALLIGNINGER MED DIFFERANSEMETODER (TMA4212)

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-0100

Emnenavn: Eksamenstid: Faglærer: Christian F Heide

Oppgaver og fasit til seksjon

STE6221 Sanntidssystemer Løsningsforslag kontinuasjonseksamen

FAG: Fysikk FYS118 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

EKSAMEN I TFY4250 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fredag 19. august 2005 kl

EKSAMEN I FAG SIF 4014 FYSIKK 3 Onsdag 13. desember 2000 kl Bokmål. K. Rottmann: Matematisk formelsamling

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

1 MAT100 Obligatorisk innlevering 1. 1 Regn ut i) iii) ii) Regn ut i) ii)

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Newtons lover i én dimensjon

UNIVERSITETET I OSLO

Newtons lover i én dimensjon

Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

EKSAMEN. EMNE: FYS 119 FAGLÆRER: Margrethe Wold. Klasser: FYS 119 Dato: 09. mai 2017 Eksamenstid: Antall sider (ink.

STE6221 Sanntidssystemer Løsningsforslag

Eksamensoppgave i MA1102/6102 Grunnkurs i analyse II

IR Matematikk 1. Utsatt Eksamen 8. juni 2012 Eksamenstid 4 timer

EKSAMEN I TMA4285 TIDSREKKEMODELLER Fredag 7. desember 2012 Tid: 09:00 13:00

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4245 Statistikk

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for ingeniørutdanning

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO. Introduksjon. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet 1.1

UNIVERSITETET I OSLO

2 = 4 x = x = 3000 x 5 = = 3125 x = = 5

EKSAMEN I FAG SIF5005 MATEMATIKK 2

FAG: Fysikk FYS121 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

Keplers lover. Statikk og likevekt

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Eksamensoppgave i MA1201 Lineær algebra og geometri

Newtons lover i én dimensjon

Konstanter og formelsamling finner du bakerst Merk: Figurene til oppgavene er ofte på en annen side en selve oppgaven

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen 1T, Høsten 2012

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

MA-132 Geometri Torsdag 4. desember 2008 kl Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator.

UNIVERSITETET I OSLO

FASIT UNIVERSITETET I OSLO. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Eksamen Jorda rundt. MAT0010 Matematikk Del 2. Bokmål

Transkript:

+ *6.2/(1, 1$59,. Institutt for data-, elektro-, og romteknologi Sivilingeniørstudiet RT Side 1 av 4 EKSAMEN STE 6159 Styring av romfartøy

Tid: Fredag 08.02.2002, kl: 09:00-12:00 Tillatte hjelpemidler: Godkjent programmerbar kalkulator, med tomt minne. Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Eksamen består av 4 sider (derav 1 side med formler) og 5 oppgaver. Faglærer: Førsteamanuensis, Dr.ing. Per J. Nicklasson, Tlf. 76 96 64 01 Oppgavenes vekt er angitt i prosent av total poengsum.

Side 2 av 4 D) Gjengi Keplar s tre empiriske lover for planetbevegelser. E) Skriv opp den generelle sammenhengen mellom U og 2 for legemer i Keplarske baner. Forklar hva de ulike parametrene i ligningen er (gjerne med en skisse). F) Utled et matematisk uttrykk for unnslippelseshastigheten som er nødvendig for å forlate en parabolsk bane. Hvilken sammenheng er det mellom denne hastigheten og hastigheten i en sirkulær bane? G) Anta at en satellitt befinner seg i en bane av Molniya-typen, med apogeumshøyde 40 000 km og perigeumshøyde 500 km. Operasjonsområdet er o35 ( fra apogeum. Beregn operasjonstiden. D) Tegn en skisse av de koordinatsystemer som benyttes, og definer de klassiske baneparametre for et legeme i bane rundt jorden. E) Anta at høyden av perigeum til banen for en satellitt ønskes endret. Forklar hvordan dette kan gjøres, og utled et uttrykk for den nødvendige hastighetsendringen. F) Anta at en skal overføre en satellitt fra én elliptisk bane til en annen elliptisk bane. De to banene har ingen felles punkter, men ligger i samme plan. Tegn en skisse og forklar hvordan dette gjøres. G) Utled de dynamiske bevegelseligninger som gjelder for et stivt legeme som roterer fritt uten ytre påvirkninger relativt et inertielt referansesystem. D) Anta at det benyttes Eulervinkler for å beskrive orienteringen av et romfartøy relativt et banefast referansesystem. Sett opp matriseligningen (med alle elementer i matrisene) for rotasjonsmatrisen som transformerer vektorer fra det legemefaste koordinatsystemet til det banefaste referansesystemet når rotasjonsrekkefølgen (relativt det banefaste systemet) E v 2 v C benyttes. Du behøver ikke regne ut komponentene i den resulterende matrisen. E) Sett opp matriseligningen (med alle elementer i matrisene, du behøver ikke regne ut det endelige resultatet) for transformasjonen mellom deriverte av Eulervinkler (2,C,E ) og legemefaste rotasjonshastigheter (S,T,U for rotasjonsrekkefølgen E v 2 v C. Er sammenhengen mellom (S, T, U og (2, C, E ) alltid entydig? Forklar. F) Forklar hva som menes med retningscosinusmatrisen. Illustrer med en skisse. G) Forklar hva man mener med begrepet NYDWHUQLRQHU. Hvilke fordeler har bruk av kvaternioner fremfor andre parametre for beskrivelse av orienteringen til et stivt legeme?

Side 3 av 4 D) Forklar hva man mener med hovedtreghetsakser for et stivt legeme. Hvilke fordeler gir bruk av hovedakser ved analyse av bevegelsen til et slikt legeme? E) Anta at et koordinatsystem er festet til et legeme med en vilkårlig orientering relativt hovedtreghetsaksene. En ønsker å reorientere koordinataksene slik at de nye aksene sammenfaller med hovedtreghetsaksene. Treghetsmatrisen for legemet er opprinnelig beregnet til å være, 16 "5 0 "5 23 0 0 0 11 Beregn rotasjonmatrisen som roterer en vektor fra det originale koordinatsystemet til det nye systemet. Angi hvilke vinkler og akser det originale systemet må roteres om for å falle sammen med hovedtreghetsaksene. Nms 2 2SSJDYH ( %) Bevegelsesligningene for en gravitasjonsstabilisert satellitt i sirkulær bane rundt jorden er gitt på generell form som: 7 G[ 7 F[, [ C 4F 0 2 Ÿ, \ ", ] C F 0 Ÿ, \ ", ] ", [ E K Z[ " F 0 K Z] " E K Z\0 " CF 0 K Z\0 7 G\ 7 F\, \ 2 3F 0 2 Ÿ, [ ", ] 2 K Z\ 7 G] 7 F], ] E F 0 Ÿ, ], [ ", \ C F 0 2 Ÿ, \ ", [ K Z] F 0 K Z[ C K Z\0 " EF 0 K Z\0 D) Er dette en eksakt matematisk modell av satellittens dynamikk? Forklar. E) Hva betyr de ulike symbolene som er benyttet i modellen? F) Hvordan vil tidsforløpene for CŸW, 2ŸW og EŸW se ut dersom det bare benyttes gravitasjonsbasert stabilisering? Forslå løsninger på eventuelle problemer. G) Angi et regulatorstruktur for aktiv styring av Eulervinklene.

Side 4 av 4 Formelsamling og parametre

Totalenergi for enhetsmasse: ŸY 2 /2 Ÿ6/U " Ÿ6/2D Rakettligningen: " 9/ŸJ, VS P I P L e Ellipsen: $ =DE, H ŸU D " U S /ŸU D U S, D ŸU D U S /2, E D 1 " H 2 Inverst kvadratisk kraftfelt: ) *P 1 P 2 /U 3 U Keplar s tidsligning: ŸW " W S Ÿ2=/7 ŸW " W S Q 0 E " Hsin E Keplar s tredje lov: 7 2= D 3 /6 2=/Q Sann og eksentrisk anomali: cosÿe H cosÿ2 / 1 HcosŸ2,sinŸE sinÿ2 1 " H 2 / 1 HcosŸ2 Differansen av to vinkler: sinÿ) " * sin ) cos* " cos)sin * Tilnærming: e [ X 1 [ for små [ Vektoridentitet: $ Ÿ% $ Ÿ$ $ % " Ÿ$ % $ Laplace-transformasjonen: L \ŸW <ŸV L \ŸW V<ŸV " \Ÿ0 L ¹ŸW V 2 <ŸV " V\Ÿ0 " \Ÿ0 L "1 1/V Q W Q"1 /ŸQ " 1!, (Q 1,2,3,... L "1 1/ŸV " D Q W Q"1 H DW /ŸQ " 1!, (Q 1,2, 3,... L "1 1/ŸV 2 F 2 Ÿ1/F sinÿfw L "1 1/ŸŸV " D 2 F 2 Ÿ1/F H DW sinÿfw L "1 V/ŸV 2 F 2 cosÿfw L "1 1/ŸV 3 VF 2 Ÿ1/F 2 1 " cosÿfw L "1 1/ŸV 4 V 2 F 2 Ÿ1/F 3 FW " sinÿfw Gravitasjonskonstanten: * 6.669 10 "11 m 3 /kg-s 2 Jordas masse: 0 Jordas gravitasjonskonstant: 6 *0 3.986032 10 5 km 3 /s 3 Midlere jordradius: 6378 km