Hosted by uCoz

Закон управления


Рассмотрим наиболее простой с точки зрения анализа и реализуемости закон управления при перелете с высокоэллептической орбиты на геостационарную. Он основан на следующих положениях:

1) Высокоэллиптическая орбита, полученная поле работы РБ имеет аргумент периценра равный 0. При этом линия узлов совпадает с линией апсид. Это нужно, чтобы один из узлов орбиты (в узле наиболее эффективно исправляется наклонение) совпадал с апогеем орбиты где наиболее удобно исправлять наклонение вследствии маленькой скорости.

2) Движение спутника по витку траектории имеет следующие характерные участки:

  • разгон
  • торможение
  • пассив


    • Пассивные участки на витке траектории, если они присутствуют, должны располагаться симметрично относительно линии апсид. На рисунке показаны три характерных витка таектории выведения на ГСО с помощью ЭРДУ.



    3) На любом активном участке тягу двигателя можно разложить на две составляющие:

  • основная
  • бинормальная

    4) Основная составляющая тяги работает на разгон или торможение на витке и может иметь одно из направлений:

  • по трансверсали
  • по скорости

    На рисунке показаны проекции вектора тяги на оси орбтитальной системы координат. Если "основная" составляющая вектора тяги направляется по трансверсали, то проекция тяги двигателя на радиус вектор (Pr) равна нулю. Если "основная" составляющая вектора тяги направляется по скорости, то проекция тяга двигателя имеет в общем случае три ненулевых проекции (Pn, Pr, Pb).


    Составляющие компоненты вектора тяги.
    R - радиус-вектор, V - вектор скорости, P - вектор тяги,
    Pr, Pb, Pt -радиальная, бинормальная и трансверсальная составляющие вектора тяги;
    Y - угол рыскания;Q - угол тангажа

    Бинормальная составляющая работает на изменение наклонения плоскости орбиты. Направление вектора тяги определяется относительно осей орбитальной системы координат. Соотношение между основной и бинормальной составляющими определяется углом рыскания Ψ (угол между направлением вектора тяги и плоскостью движения). Угол рыскания Ψ лежит в пределах от -90° до +90°;

    5) Продолжительность участков отмеряется по эксцентрической или по истинной аномалии (оба варианта равноправны);

    6) Закон управления углом рыскания осуществляется по некоторому циклическому закону, причем продолжительность одного цикла - один виток. Рассмотрим два упрощенных варианта управления углом рыскания:

  • Синусоидальный.
    Величина угла рыскания изменяется по аргументу широты (Ψ=Ψa cos(u)),
    где Ψa - выбираемые амплитудные значения для апогейного и перигейного участков орбиты.
    С точки зрения эффективности управления этот закон предпочтительнее.

  • Прямоугольный (Ψ = ± Ψa).
    При этом происходит переключение знака угла рыскания в 2-х точках,
    когда аргумент широты спутника u=90° и u=270°


    На рисунке показано распределение бинормальной составляющей тяги по витку
    при синусоидальном законе управления.

    Итого, на каждом витке имеем 5 параметров управления:
  • Продолжительность разгонного участка
  • Продолжительность тормозного участка
  • Амплитудное значение угла рыскания на перигейном участе
  • Амплитудное значение угла рыскания на апогейном участке участе
  • Признак направления основной составляющей тяги (по трансверсали или по скорости)