www.ASTROLAB.ru

ASTROLAB.ruКосмические полетыСпуск и посадка КА ( Компоновочная схема и устойчивость СА ) Часть 2
ГлоссарийФото космосаИнтернет магазинКосмос видео



Спуск и посадка КА ( Компоновочная схема и устойчивость СА ) Часть 2
Версия для печати

Стабилизация СА относительно центра масс осуществляется специальным автоматом стабилизации путем создания управляющих моментов за счет отклонения управляющих двигателей, маршевого двигателя или газовых рулей. В процессе движения СА жидкость в отсеках колеблется, корпус аппарата испытывает упругие деформации, все это порождает колебания объекта в целом. Чувствительные элементы (гироскопы) и исполнительные элементы (рули) замыкают колебательную систему спускаемый аппарат - автомат стабилизации и рождают весь комплекс вопросов, связанный с обеспечением устойчивости системы в целом. Движение СА мы представляем себе как "возмущенное" движение, наложенное на программную траекторию. Термин "устойчивость" относится именно к этому возмущенному движению. Уместно заметить, что выбор модели представляет собой хороший пример неформализуемой процедуры: без участия разработчика он в принципе невозможен. Какими соображениями руководствуется инженер при выборе моделей? Прежде всего ясно, что не имеет смысла перегружать расчетную модель различными подробностями, делая ее неоправданно сложной. Поэтому представляются разумными следующие соображения. Для анализа запасов статистической устойчивости объекта можно ограничиться моделью твердого жесткого тела.

При выборе же характеристик устройств, ограничивающих подвижность жидкости в отсеках, необходимо уже учитывать волновые движения на свободной поверхности жидкости как источник возмущающих моментов. Выбор рационального размещения датчиков системы стабилизации объекта приходится делать с учетом упругости. Некоторые методы, используемые при анализе процессов стабилизации, связаны с анализом динамических свойств объекта в некоторый фиксированный момент времени. Для получения интегральных характеристик объекта в течение небольшого интервала времени или на всем исследуемом участке используются геометрические методы, связанные с построением в пространстве областей устойчивости, стабилизируемости специальным образом выбранных параметров (как безразмерных, так и размерных). Эти методы также позволяют длать ответ на вопрос, насколько велик запас устойчивости или стабилизируемости, и помогают выяснить причины возникновения неустойчивости. Существует еще группа методов обеспечения устойчивости СА, включающая в себя:
1) рациональный выбор структуры и параметров автомата стабилизации ;
2) демпфирование колебаний жидкости в отсеках с помощью установки специальных устройств;
3) рациональный выбор компоновочной схемы объекта (перекомпоновка), с одновременной настройкой параметров АС или с принципиальным изменением его структуры.

Обратимся теперь собственно к термину "технология решения" проблемы. Под этим термином мы будем понимать набор комплексов отдельных подзадач, на которые разбивается обсуждаемоая задача, математических методов и соответствующих технических средств для их реализации, процедур, регламентирующих порядок использования этих средств и обеспечивающих решение задачи в целом. Конечной целью проектных разработок по динамике СА является обеспечение его устойчивости на участке посадки. Этой задаче подчинены все другие, в том числе и задача анализа структурных свойств СА как объекта регулирования (по управляемости, наблюдаемости, стабилизируемости). Так как устойчивость - это то, что в конечном счете интересует разработчиков (и заказчиков), то с этой задачи (в плане предварительной оценки) приходится начинать в процессе исследования, ею же приходится и завершать все разработки при окончательной доводке параметров системы стабилизации. При этом меняется лишь глубина проработки этого вопроса: на первом этапе используются сравнительно грубые модели как объекта регулирования, так и регулятора. На конечном этапе, после того как проведен комплекс исследований, проводится детальный анализ устойчивости и качества процессов регулирования объекта.

Итак, следует руководствоваться следующим принципом: занимаясь анализом динамики объекта, начав с оценки устойчивости, время от времени надо возвращаться к ней, проверяя все идеи и рекомендации, полученные в процессе анализа на замкнутой системе объект - регулятор, используя (по обстановке) грубые или уточненные модели как объекта, так и регулятора. Этот принцип и лежит в основе комплекса процедур, регламентирующих порядок использования моделей СА, методов анализа этих моделей, обеспечивающих решение задачи устойчивости СА в целом.






??????.???????