Исследование динамики работы СУОС КА на рабочем участке орбиты при наличии случайных возмущений. Графический материал презентация

случайных возмущений

Графический материал к дипломной работе на тему:

Дипломант: студент группы 03 – 601
Чернышов А.В. / /

Руководитель: преподаватель каф. 301
Заведеев А.И. / /

угловое расстояние перигея от восходящего узла 90°;
- высота в точке апогея 40000 км;
- высота в точке перигея 500 км;
- период обращения по орбите 12 часов.

Примерный внешний вид КА:

элементом задержки на
включение.

Реактивный двигатель – усилитель мощности
с элементом задержки
на включение.

«корпус-маховики»,

– проекции абсолютной угловой скорости аппарата на связанные оси.

Управляющие моменты, приложенные к корпусу аппарата маховиками,
соответственно равны:

где

– моменты инерции маховиков,

– проекции абсолютной угловой скорости маховиков
на главные оси инерции тела «корпус-маховики».

Компоненты

включают в себя внутренние и внешние возмущающие моменты.

вертикали) имеют нелинейную статическую
характеристику вида:

Датчик угловой скорости является пропорциональным звеном с коэффициентом передачи .

Релейный усилитель мощности, усиливающий сигнал с датчика углового положения, имеет
следующую статическую характеристику:

входах в нелинейности:

где

– математические ожидания,

– центрированные случайные составляющие.

Существенно нелинейные характеристики заменяют
эквивалентными зависимостями:

где

– статистические коэффициенты
усиления по математическому
ожиданию,

– статистические коэффициенты
усиления по случайной составляющей,

– статистический коэффициент
усиления по производной от
случайной составляющей.

Уравнения для мат.ожиданий:

Уравнения для случайных составляющих:

Математическое ожидание векторного процесса

нелинейностей для установившегося состояния в режиме

Дисперсии сигналов

стационарного режима при некоррелированных
возмущениях:

стабилизации определяют из следующего уравнения:

Критерий оптимальности
выбора параметров:

для

Комбинации значений параметров вычисляются как:

эквивалентная второй нелинейности:

где

при

при

Примем статистические коэффициенты:

Применив критерий Гурвица:

Для оценки устойчивости необходимо исследовать уравнение:

где

При

:

Область устойчивости на плоскости параметров и Тк:

Область устойчивости на плоскости параметров и Кк:

Коэффициент усиления

совпадает с коэффициентом

.

.

Условие оптимальности выбора параметров – минимум функции:

где

функция
Крампа

устойчивости:

Канала стабилизации относительно оси ОУ:

Зависимость от .

Дисперсия сигнала :

*

*

Разрешим относительно Sоп:

где

При :

Интенсивность помехи Sоп, при которой
система теряет устойчивость:

Условие оптимальности выбора параметров –
минимум функции:

Коэффициенты определяются по формулам:

где

Тк=5 сек и Кк=2,5 В:

Фазовая плоскость

Переключение реле

Переходный процесс по угловой скорости

Переходный процесс по углу

Моделирование СУОС с РУМ при различных параметрах:

Переходный процесс
по угловой скорости
при Тк=15 сек и Кк=6 В.

Переходный процесс
по угловой скорости
при Тк=3 сек и Кк=1,7 В.

Моделирование СУОС с РУМ при Тк=5 сек и Кк=2,5 В при наличии помех:

1) Внешний момент равен Мв=0,1 Н·м и помеха позиционного датчика Son = 0,9·10-4 В2с:

Переходный процесс по угловой скорости

Переходный процесс по углу

2) Внешний момент равен Мв=0,1 Н·м и помеха позиционного датчика Son = 13·10-4 В2с:

Переходный процесс
по угловой скорости

Переходный процесс
по углу

3) Внешний момент равен Мв=0,1 Н·м и помеха позиционного датчика Son = 40·10-4 В2с:

Переходный процесс
по угловой скорости

Переходный процесс
по углу

Моделирование СУОС с ДУС:

Фазовая плоскость

Переходный процесс по угловой скорости

цепи;

передаточная функция измерителя
углового положения;

возмущающий момент;

передаточная функция
синтезируемого фильтра;

случайная стационарная
гауссовская помеха.

Математическое ожидание искомого вектора x(t):

где

- матричная передаточная функция системы по МО вида:

Введём обозначения:

и

Уравнение связи

и

:

Искомая передаточная функция определяется как:

Рекуррентные соотношения для
мат.ожиданий и дисперсий:

корректирующего устройства:

Частотные характеристики оптимальной и аппроксимированной
корректирующих цепей:

Результаты синтеза СУОС при высокочастотной помехе:

Передаточная функция корректирующего устройства:

где

Аппроксимированная передаточная функция
корректирующего устройства:

Частотные характеристики оптимальной и аппроксимированной
корректирующих цепей:

Переходная функция по углу при включённом в цепь
аппроксимированном КУ:

Переходная функция по углу при
включённом в цепь аппроксимированном
КУ:

Переходная функция по углу при включённом
в цепь аппроксимированном КУ (по второму
способу аппроксимации):

Переходная функция по углу при включённом в цепь
аппроксимированном КУ (по второму способу аппроксимации):