Уточнение модели дрейфов БЭСГ

Существующие проблемы в математическом обеспечении

Спецвычислитель СВ-БИС

Блок автоматики

В состав блока автоматики входят два блока разгона и демпфирования нутационных колебаний ротора (БРР), вторичные блоки электропитания, дублированный блок приема команд управления от БКУ и блоки реле, осуществляющие коммутацию цепей питания и привода приборов БЭСГ и электронных блоков.

Центральный вычислитель СВ-БИС решает следующие задачи: прием и выполнение команд управления от БКУ, информационная связь с тремя СВ-ИК блока БЧЭ по CAN интерфейсу, прием команд, данных и меток времени (для синхронизации работы БИСО и АВУ) от БКУ по интерфейсу МПИ, выдача телеметрической информации, включение и отключение резервных устройств. Основной задачей СВ-БИС является определение угловой ориентации КА относительно ИСК.

Для решения этих задач в СВ-БИС применена быстродействующая одноплатная ЭВМ, выполненная в стандарте PC/104+ и построенная на базе процессора Pentium-75.

Проведенные исследования и результаты летных испытаний БИСО на ЭСГ на борту орбитального КА показали, что:

• известная к настоящему времени модель дрейфов ЭСГ со сплошным ротором для бескарданного применения не в полной мере соответствует реальным уходам гироскопа, выявлена необходимость ее уточнения;
• имеют место существенные изменения значений КМУ ЭСГ при каждом новом запуске системы, что обусловлено неравножесткостью каналов подвеса, изменением наведённого потенциала и потенциала, обусловленного зарядом ротора;
• значения КМУ ЭСГ, определенные при стендовых испытаниях системы, требуют новой калибровки при запуске в условиях орбитального КА;
• после запуска БИСО в условиях орбитального КА вследствие погрешностей привязки баз ЭСГ и АВУ и деформаций КА необходимо уточнение ориентации измерительных осей каждого ЭСГ относительно опорных осей астровизирующего устройства;
• имеют место существенные изменения значений некоторых КМУ ЭСГ при изменении ориентации корпуса ЭСГ относительно плоскости орбиты или ухода вектора кинетического момента ЭСГ от плоскости орбиты;
• отсутствует полная наблюдаемость (и, как следствие, возможность разделения оценок) КМУ для ЭСГ с ориентацией вектора кинетического момента, ортогонального плоскости орбиты КА;
• математическая модель и методика калибровки в условиях стенда погрешностей системы списывания углового положения ротора ЭСГ требуют совершенствования.

В настоящее время в качестве базовой принята детерминированная модель ухода ЭСГ, которая представляется в виде аналитических функций, связывающих геометрические параметры несферичного и несбалансированного ротора с параметрами физических полей – источников уводящих моментов. При этом зависимости строятся с учётом произвольной ориентации ротора, а проекции ускорений характеризуются управляющими напряжениями на электродах, которые являются реакциями подвеса на силовые воздействия.

Так, скорость дрейфа в проекции на одну из осей корпуса гироскопа имеет вид [см. Л.8]:

(3.1)

где - направляющие косинусы орта кинетического момента ротора в корпусной системе координат; , , , , - коэффициенты модели ухода (КМУ) ЭСГ ( характеризует не зависящий от ускорения уход под действием момента от взаимодействия 4-й гармоники формы ротора с полем подвеса; характеризует зависящий от ускорения уход под действием момента от взаимодействия 1-й гармоники формы ротора с полем подвеса; – от 2-й гармоники формы ротора; – от 3-й гармоники формы ротора; – зависящий от ускорения уход от 4-й гармоники формы ротора); - относительные напряжения на электродах подвеса (здесь - управляющие напряжения на электродах подвеса; - опорное напряжение на электродах подвеса (величина постоянная); – проекции напряженности магнитного поля на оси корпуса; a¢, a² - действительная и мнимая части определяемого экспериментально коэффициента поляризуемости ротора; отнесённые к величине кинетического момента гироскопа; - коэффициенты, характеризующие консервативную часть момента от взаимодействия неравножесткого подвеса с радиально несбалансированным ротором, а коэффициенты - диссипативную часть данного момента.

При космической эксплуатации (в условиях невесомости) преобладающими становятся составляющие ухода, не зависящие от ускорения, а именно: от четвертой гармоники формы ротора, от остаточных магнитных полей и от взаимодействия радиально несбалансированного ротора с неравножестким подвесом [2]. Поэтому принята модель в виде (например, по оси ):

(3.2)

При этом вследствие малости влияние остаточных магнитных полей в настоящее время не учитывается.

Дата добавления: 2014-12-16