Анализ активной и пассивной систем магнитной ориентации

Область применения систем активной магнитной ориентации, которые используют показания датчиков для формирования управляющих воздействий, значительно шире, чем пассивные системы.
Сначала будет рассмотрен алгоритм демпфирования угловой скорости колебаний. Далее мы рассмотрим одноосную ориентацию спутника, стабилизированного его собственным вращением. Ограничение управления компенсируется внутренними свойствами спутника, который ведет себя как гироскоп в инерциальном пространстве. Использование дополнительных пассивных исполнительных элементов - гравитационного стержня и шагового маховика - позволяет обеспечить трехосную ориентацию аппарата, но только в определенных положениях, произвольную трехосную ориентацию аппарата, что обеспечивается использованием одной магнитной системы ориентации. , Считается.
Алгоритм демпфирования угловой скорости.
Алгоритмы демпфирования угловой скорости часто используются на начальной стадии движения космического аппарата, даже если система магнитной ориентации не включена в контур управления для обеспечения точной требуемой ориентации. Алгоритм достаточно прост и надежен, обладает высокой точностью и скоростью по сравнению с пассивными системами. Используются измерения только одного датчика - трехосного магнитометра; Более того, он не требует обработки.
Дипольный магнитный момент спутника согласно закону управления –Bdot задается выражением
m= -kdBdt,
Где k – постоянный положительный коэффициент. При наличии информации об угловой скорости спутника (за счет установки датчика угловой скорости или динамической фильтрации показаний датчиков) возможно использование алгоритма
m=k(ω ×B)
или, если речь идёт о гашении относительной угловой скорости,
m=k(Ω ×B).
Предпоследний и последний алгоритмы представляются предпочтительными, поскольку они позволяют демпфировать угловую скорость до нуля (если нет мешающих моментов). Тогда, как закон управления, который записан первым, позволяет гасить угловую скорость до значения порядка двух орбиталей, то есть собственной скорости вращения вектора геомагнитной индукции.
Одноосная ориентация осесимметричного спутника
Далее рассмотрим одноосную ориентацию осесимметричного спутника

. Известно, что космические корабли с осесимметричной формой при движении по круговой орбите Земли подвергаются воздействию гравитационного и аэродинамического момента. На круговых орбитах на высоте 500 - 700 км аэродинамический момент оказывает существенное влияние на стационарные повороты осесимметричного космического корабля, ухудшая точность гравитационной ориентации спутника относительно локальной вертикали, что значительно снижает его функциональные и эксплуатационные возможности. ,
Технический результат при использовании этого способа и устройства заключается в расширении функциональных и эксплуатационных возможностей способа и устройства для одноосной гравитационной ориентации осесимметричного космического аппарата на орбите спутника Земли за счет предотвращения появления аэродинамического момента при перемещении осесимметричного устройства в круговые орбиты с умеренной высотой.
Идея изобретения заключается в том, что в способе одноосной гравитационной ориентации осесимметричного космического аппарата на орбите спутника Земли, включая предварительную ориентацию устройства относительно Земли после вывода его на орбиту и вывода устройства на Гравитационно устойчивое (рабочее) положение равновесия в плоскости орбиты, гравитационный стержень продвигается, в нем, прежде чем приводить аппарат в рабочее состояние, размещают центр масс на заранее определенном расстоянии за центром давления аппарата, что соответствует заданное p Боковое положение относительно конечной базовой плоскости контролируется в плоскости орбиты амплитуды колебаний аппарата относительно локальной вертикали, углового отклонения рабочего положения равновесия аппарата от локальной вертикали определяется разностью амплитуд этих колебаний в направлении и против направления полета, а также Девятый расширенный гравитационный стержень регулируется с точностью до заданного положения аппарата с локальной вертикалью.
Устройство для одноосной гравитационной ориентации имеет конструкцию, которая включает в себя выдвижной гравитационный стержень с нагрузкой на конце, общие - масса и характеристики центрирования которого функционально связаны с общими - массой и центрирующими характеристиками устройства