Гироскопы ориентации и стабилизации

[Guest03]

....

[zipper]

Дада, очень интересует. В частности если там есть расчеты массовых характеристик в какой-нибудь зависимости от массы/моментов инерции всего КА то это вобще то, что мне так необходимо, и то ради чего я начал эту тему =).

[Guest03]

Дада, очень интересует. В частности если там есть расчеты массовых характеристик в какой-нибудь зависимости от массы/моментов инерции всего КА то это вобще то, что мне так необходимо, и то ради чего я начал эту тему =).

Смотрите  выше. Ссылку дал.

[zipper]

Уже смотрю, читаю. Интерестно конечно, но немного не то. Про массу ничего нет, то что есть безусловно близко, но немного не в том ключе, к сожалению. Но спасибо, уже что-то

[Старый]

Зиппер, блин, ну вам же уже раз пять повторили что масса определяется конкретными условиями того аппарата на который вы хотите это ставить.
 Спрашивать про масу это всё равно что спрашивать про тягу двигателей ориентации не зная на какой аппрат вы их будете ставить - на Шаттл или на микроспутник.

[Guest03]

...

[zipper]

Нда, а жаль, мне то как раз надо было расчитать массу, гироскопа/маховика, зная параметры КА. Ну я пока подумаю, почитаю, попробую уточнить кое-что, большое спасибо за эту информацию

[zipper]

Зиппер, блин, ну вам же уже раз пять повторили что масса определяется конкретными условиями того аппарата на который вы хотите это ставить.
 Спрашивать про масу это всё равно что спрашивать про тягу двигателей ориентации не зная на какой аппрат вы их будете ставить - на Шаттл или на микроспутник.

В том-то и дело, что в поставленной передо мной задачей/проблемой не фигурируют достаточно точные сведения. Вероятно чтобы предоставить наиболее общие сведения, но раз это практически не возможно... попробую что-нибудь придумать с имеющимися(появившимися) данными или уточнить задачу.

[Старый]

В том-то и дело, что в поставленной передо мной задачей/проблемой не фигурируют достаточно точные сведения. Вероятно чтобы предоставить наиболее общие сведения, но раз это практически не возможно... попробую что-нибудь придумать с имеющимися(появившимися) данными или уточнить задачу.

Да уж. Ато если не знаешь куда плывёшь то никакой ветер не будет попутным. (с) (Кофуций, да?)

[Guest03]

Нда, а жаль, мне то как раз надо было расчитать массу, гироскопа/маховика, зная параметры КА.

Так а в чем проблема-то? Из того что там написано вполне можно найти массу ротора потребного маховика. :wink:  Она же характеризуется развиваемым кинетическим моментом.

[Старый]

Зиппер, в самом общем случае параметры маховиков опредлеляются величиной и длительностью управляющих моментов которые нужны космическому аппарату на который их будут ставить.

[zipper]

Только рабочая масса маховика и масса всего механизма это немного разные вещи все-таки, но и это тоже гораздо больше чем ничего.

[Feol]

Вот простейший пример. Требуется одноосная маховичная стабилизация КА. То есть, ставим один УДМ (управляющий двигатель-маховик). Грубо говоря, жестко закреплённая ось вращения с электроприводом, на которую насажен маховик. Разгоняем маховик в одну сторону, спутник будет разгоняться в противоположную. Полагаем, что масса электропривода ни от чего не зависит и равна нулю. Полагаем так же, что нужная величина управляющего момента обеспечилась сама собой и нас не интересует. Зададимся только потребным максимальным кинетическим моментом, пусть 100 н*м*с. Как вычислили, не важно, это отдельная куча тем, где доминирует то, что называется оценкой внешних возмущающих моментов. Итак, остался единственный вопрос. Какой должна быть масса маховика? Ответ. Кинетический момент (момент импульса) это произведение момента инерции маховика на скорость вращения. Момент инерции маховика связан, в общем-то, с массой маховика, но через его геометрию. То есть, нужно из каких-то конструктивных соображений сначала выбрать форму маховика. Ладно, выбрали. Теперь, а какую макс. скорость вращения мы можем обеспечить? Больше скорость - меньше потребный момент инерции, меньше масса. Меньше скорость - больше масса. От чего зависит предельно достижимая скорость? Да от всего. Физика работы привода. Тип подвеса. Если механический, то вероятна зависимость скорости износа от скорости вращения. Для оценки предельно реализуемой скорости нужны требования к ресурсу прибора. Это связано со сроком активного существования КА, но неоднозначно, ибо, если окажется выгодным, то можно и 10 приборов поставить и использовать последовательно. И, возможно, скорость придётся сильно ограничить по этому фактору. ГС Молнии низкооборотный именно по этой причине. А если подшипники научились делать лучше? Чисто технлогически? Увеличиваем скорость, снижаем массу. А если тип подвеса поменяли на бесконтакный? Все совсем по-другому, ресурс может и не зависеть уже от скорости вообще, другие критерии. А не заставит ли этот тип подвеса или конструктив привода пересмотреть форму маховика? И т. п. Рассуждать таким образом можно до бесконечности. Скажу только, что на практике вопрос снижения массы ЭМИО при фиксированных требованиях почти чисто технологическая задача. Пытаться получить какую-то зависимоть массы прибора от требований к нему можно только в рамках какой-то единой идеологии его построения, конструктивного решения и технологии производства. Безусловно, при проектировании систем ориентации это делается совместно с разработчиками приборов. Но на вход им поступает не масса КА, не моменты инерции КА, не параметры орбит, не характер внешних возмущений, не требования к динамике маневрирования и т. п. Разработчики приборов про спутники ничего не знают и они рады этому. Им выдают требование к прибору и ограничения по их реализации. Основные требования это максимальная величина управляющего и кинетического момента. Плюс масса более мелких вещей, особенно связанных с точностными характеристиками. Но и они мелки относительно. Мне вот известен случай, когда переоценка этих требований показала необходимость полной переделки редуктора гиродина. Так что эта задача распадается на ряд совершенно независимых вопросов. Определение требований к системе ориентации КА. Оценка внешних условий, в которых предстоит работать системе ориентации. Выбор типа исполнительных органов системы ориентации (напр. маховики или гиродины, в НПО ПМ, например, это такие споры, что меня тошнит до сих пор, хотя сам не участвовал). Определение требований к исполнительным органам и выдача этих требований разработчикам. Они проведут свой выбор идеологии постороения, конструктивное исполнения, возможной технологии изготовления. И в итоге да, оценят массу прибора.

[Guest03]

Итак, остался единственный вопрос. Какой должна быть масса маховика? Ответ. Кинетический момент (момент импульса) это произведение момента инерции маховика на скорость вращения. .

Вот ключевая фраза для открывшего эту тему. Расчитав оптребный кинетический момент (будь то на вомпенсацию возмущений или переориентацию) и зная скорость вращения можно найти массу. Скоростью вращения в данном случае приедться скорее всего что называется "задаться", если конечно не предъявлятся конкретных требований к СОиС, как например долговечность, энергоэкономия, и т.п. Маховиков много, есть индивидуального изготовления, есть так серийные, разработки скажем ВНИИЭМ
http://seasearch.ru/search.php?cc=1&dbnum=0&url=http%3A%2F%2Fwww.vniiem.ru%2Fpage%2Fpriv_dmah.htm&q=ENGLISH

[Feol]

Да, точно. Нужно забыть про спутник вообще и про систему ориентации в частности, задаться кинетическим моментом, скоростью вращения и вычислить массу маховика. Максимум конкретного, что можно выжать из такой постановке вопроса.

[Guest03]

Появились вопросы по системам ориентации с использованием  маховиков.

1) Практически везеде, и в литературе, и на практике сипользуется пропорционально-дифференциальный закон управления, который выводится из условий обеспечения быстродействия работы электродвигателя, вращающего маховик. Неужели нигдк не применяются другие законы управления? Ну или хотя бы не дополняется этот существующий закон какими-то звеньями способными уменьшить статическую ошибку ну или ещё как-то повлиять на качество системы. Стандартная литература (Разыгравев, Алексеев и Бебенин, Раушенбах и Токарь) не имееет такой информации в себе.

2) Где бы можно прочитать про системы ориентации и стабилизации с использованием шарового маховика? Я так понимаю что на практике такая система использовалась на Салютах. Но в литературе про них идет упоминание только вскользь, во введении... А хотелось бы прочитать про сравнения, неостатки и прочее... Может кто знает куда надо копнуть?

3) Используется ли где на предприятиях релейное управление маховиками? В том отношении что оптимальное быстродействие достигается без обратной свзяи вообще в СОиС? Если да, то используется ли такой метод для переориентации и чем вообще отличается от линейного управления по пропорционально-дифференциальному закону, который вроде бы тоже направлен на быстродействие. Правда в случае П-Д закона не проводится оптимизации, как в случае рэлейного, ибо закон сам вытекает из уравнений электродвигателя маховика.

[ngl]

Появились вопросы по системам ориентации с использованием  маховиков.

1) Практически везеде, и в литературе, и на практике сипользуется пропорционально-дифференциальный закон управления, который выводится из условий обеспечения быстродействия работы электродвигателя, вращающего маховик. Неужели нигдк не применяются другие законы управления? Ну или хотя бы не дополняется этот существующий закон какими-то звеньями способными уменьшить статическую ошибку ну или ещё как-то повлиять на качество системы. Стандартная литература (Разыгравев, Алексеев и Бебенин, Раушенбах и Токарь) не имееет такой информации в себе.

2) Где бы можно прочитать про системы ориентации и стабилизации с использованием шарового маховика? Я так понимаю что на практике такая система использовалась на Салютах. Но в литературе про них идет упоминание только вскользь, во введении... А хотелось бы прочитать про сравнения, неостатки и прочее... Может кто знает куда надо копнуть?

3) Используется ли где на предприятиях релейное управление маховиками? В том отношении что оптимальное быстродействие достигается без обратной свзяи вообще в СОиС? Если да, то используется ли такой метод для переориентации и чем вообще отличается от линейного управления по пропорционально-дифференциальному закону, который вроде бы тоже направлен на быстродействие. Правда в случае П-Д закона не проводится оптимизации, как в случае рэлейного, ибо закон сам вытекает из уравнений электродвигателя маховика.

1. Закон управления в СС можно использовать любой из великого
многообразия существующих, особенно когда объект (КА)
малодинамичен.

2. Если вы говорите про станции Салют (Алмаз) то там всегда
использовались геродины для управления ориентацией.

3. Если точность совсем не нужна, то конечно можно перенацеливание
 и без ОС  проводить.

[Feol]

... Ну или хотя бы не дополняется этот существующий закон какими-то звеньями способными уменьшить статическую ошибку ну или ещё как-то повлиять на качество системы. ...

А откуда у Вас там будет значительная статическая ошибка?

[Guest03]

1. Закон управления в СС можно использовать любой из великого
многообразия существующих, особенно когда объект (КА)
малодинамичен.

Например? Приведите конкретный подходящий закон управления кроме этого для маховиков.

2. Если вы говорите про станции Салют (Алмаз) то там всегда
использовались геродины для управления ориентацией.

Ну значит ошибся. Речь именно о шаровых маховиках, а не гиродинах. Мне не принципиально где они стояли, интересно про них прочитать.

А откуда у Вас там будет значительная статическая ошибка?

У меня статическая ошибка по одному из каналов 1.2x10E-4 рад. Для меня это много.

[Feol]

Ну вводите астатизм в замкнутый контур или компенсируйте. Кто Вам мешает?