Способ управления ориентацией космического аппарата

Авторы патента:

B64G1/34 - с использованием градиента силы тяжести

B64G1/24 - управляющие устройства летательного аппарата, например для управления его положением в пространстве (реактивные двигатели F02K; навигация или навигационные приборы см. соответствующие подклассы, например G01C; автопилоты G05D 1/00)

Изобретение относится к способам управления угловым положением твердого тела при отсутствии информации от угловой скорости. Цель - обеспечение демпфирования колебаний в течение неограниченного промежутка времени при ориентации на произвольный ориентир. Цель достигается путем измерения углового отклонения ориентируемой оси космического аппарата (КА) от требуемого направления, определения моментов времени, в которые измеряемое угловое отклонение принимает экстремальные значения и уменьшения момента инерции КА в моменты времени, соответствующие экстремальным значениям углового отклонения или увеличения момента инерции КА в моменты времени, соответствующие нахождению углового отклонения в зоне допустимых значений.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s»s В 64 6 1/24, 1/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А +А =-М, где А вЂ” момент инерции, (21) 4872422/22 (22) 31.07.90 (46) 07,06.93. Бюл. М 21 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Г. Е. Ануприенко (56} Раушенбах Б. В., Токарев Е. Н. Управление ориентацией космических аппаратов.вЂ”

M.: Наука, 1974, с. 157.

Авторское свидетельство СССР

ЬВ 974738, кл. А 64 6 1/34,. 1981. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИЕЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к способам управления угловым положением твердого теИзобретение относится к способам управления угловым положением твердого тела при отсутствии информации об угловой скорости и может быть использовано для управления вращательным движением космических аппаратов и кораблей.

Цел1 изобретения вЂ” обеспечение демпфиров.1ния колебаний в течение неограниченного промежутка времени при ориентации на произвольный ориентир.

Сущность способа управления ориентацией заключается в следующем.

Уравнение движения ориентируемого объекта относительно одной оси описывается уравнением ла при отсутствии информации от угловой скорости. Цель вЂ” обеспечение демпфирования колебаний в течение неограниченного промежутка времени при ориентации на произвольный ориентир. Цель достигается путем измерения углового отклонения ориентируемой оси космического аппарата (KA) от требуемого направления, определения моментов времени, в которые измеряемое угловое отклонение принимает экстремальные значения и уменьшения момента инерции КА в моменты времени, соответствующие экстремальным значениям углового отклонения или увеличения момента инерции KA в моменты времени, соответствующие нахождению углового отклонения в зона допустимых значений. р вЂ” угловая скорость вращения вокруг оси управления, M вЂ” управляющий момент.

Из(1) видно, что демпфирование, создаваемое членом Ар будет эффективным при больших скоростях р, а при р = 0 весь член обращается в нуль и в этот момент направление изменения А не играет роли, его можно уменьшить до минимального значения, а в дальнейшем вновь увеличить для введения положительного демпфирования.

Момент времени P = 0 без прямого измерения угловой скорости р датчиком угловой скорости, например, гироскопического типа, определяется по достижению измеряемой угловой координаты ф экстремума (максимума или минимума).

Пусть sмомент времени,,когда р становится больше установленного значения у v угловая скорость объекта равна р1. В

1819833 при достижении экстремума, вновь вернуть

его в первоначальное состояние.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает наиболее оптимальное де5 мпфирование колебаний.

РгПод действием управляющего момента

М будет происходить торможение объекта, "0

8 момент, когда выходная кОордината ф 1. достигает экстремума (максимума), возвращают момент инерции в первоначальное положение А.

Дальнейшее движение будет происхо- 15 дить под действием управляющего момента

М при моменте инерции А; что соответствует ускорению а- М/А, Угол. поворота у г равен углу. у1 но противоположен по направлению. Угловая скорость рэ будет меньше р>

I РЗ I» 3/2ф3а = Ip)l А+ А т, е. произошло демпфирование колебаний. 30

При входе в зону нечувствительности (I p f < ; ру f ) вновь можно увеличить момент инерции на величину Л А, а затем

Составитель Т,Туманова

Техред М.Моргентал Корректор M.Êåøåëÿ

Редактор

Заказ 2003 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагаринэ, 101 этот момент времени увеличиваем момент. инерции А на Л А. При этом по закону сохранения кинетического момента проис- ходит уменьшение скорости

Фо р мул а изобретен и я

Способуправления ориентацией космического аппарата. включающий измерение углового отклонения ориентируемой оси космического аппарата от требуемого направления, определение моментов времени, в которое. измеряемое угловое отклонение принимает экстремальные значения, изменение момента инерции космического аппарата в моменты времени, соответствующие экстремальным значениям углового отклонения и значениям углового отклонения, находящимся в,зоне допустимых значений отклонения от требуемого направления, отличающийся тем, что, с целью обеспечения демпфирования колебаний в течение неограниченного промежутка времени при ориентации на произвольный ориентир, в моменты време-. ни, соответствующие экстремальным значениям углового отклонения, момент инерции . космического аппарата уменьшают, а в моменты времени, соответствующие нахождению углового отклонения в зоне допустимых значений, вЂ” момент инерции космического аппарата увеличивают,

Патент 272071 // 272071

Способ определения относительной угловой скорости при колебательном процессе управления ориентацией объекта на подвижный ориентир // 1819832

Изобретение относится к управлению угловым положением объекта

Способ определения относительной угловой скорости при колебательном процессе управления ориентацией объекта на подвижный ориентир // 1819831

Изобретение относится к способам определения относительной угловой скорости при колебательном процессе управления ориентацией объекта на подвижный ориентир с помощью электромаховичных двигателей

Способ управления угловым положением космического аппарата при помощи инерционных исполнительных органов // 1782221

Изобретение относится к способам управления угловым положением космического аппарата и может быть использовано в прецизионных системах управления, исполнительными органами которых являются электромаховичные двигатели

Навигационный спутник-зонд // 1779647

Изобретение относится к космической навигации

Способ ориентации космического аппарата в пространстве с использованием солнечно-динамических поверхностей и устройство для его осуществления // 2102291

Изобретение относится к космической технике, в частности к системам ориентации космических аппаратов (КА) с использованием солнечнодинамических поверхностей (СДП)

Способ определения относительных положения и траектории двух космических аппаратов и устройство для его осуществления // 2103202

Способ управления разворотом космического аппарата // 2104232

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для эффективного управления угловым положением космических аппаратов и орбитальных станций

Устройство и способ стабилизации орбитальной кольцевой конструкции, выполненный на базе этой конструкции солнечный парус-отражатель и узел соединения солнечного паруса с полезной нагрузкой // 2109659

Изобретение относится к космонавтике и, в частности, к средствам стабилизации и управления орбитальных конструкций (ОК), используемых в качестве солнечного паруса, отражателя, элементов орбитальных станций, антенн и т.д., а также к узлам соединения полезных нагрузок (ПН) с солнечным парусом (отражателем)

Способ управления космическим аппаратом с помощью реактивных исполнительных органов при поддержании заданной ориентации // 2112713

Изобретение относится к управлению угловым движением космических аппаратов (КА) с помощью силовых гироскопов (СГ) и реактивных двигателей ориентации (ДО)

Способ развертывания орбитальной тросовой системы // 2112714

Изобретение относится к космической технике и касается процесса развертывания на орбите тросовой системы в виде связки двух объектов обеспечением простоты реализации процесса, в начале которого два соединенных тросом объекта расстыковывают и хотя бы одному из них сообщают скорость расхождения вдоль местной вертикали, после чего выпускают трос, регулируя силу его натяжения по закону N3=AV/(1-BL/Lк), где N3 - заданная сила натяжения троса

Способ развертывания орбитальной тросовой системы // 2112715

Изобретение относится к космической технике и касается процесса развертывания на орбите тросовой системы в виде связки двух объектов, с повышением точности и надежности реализации процесса, на первом этапе которого объектам сообщают достаточную скорость расхождения вдоль местной вертикали и регулируют натяжение троса, а при переходе ко второму этапу хотя бы одному объекту сообщают дополнительную скорость, обеспечивающую нулевую горизонтальную скорость расхождения объектов и заданную вертикальную скорость расхождения, которая затем сохраняется при определенном законе регулирования натяжения троса

Способ определения положения центра масс космического аппарата в процессе его управления с помощью силовых приводов // 2114031

Изобретение относится к космической технике и касается средств определения положения центра масс космических аппаратов (КА) при управлении их угловым движением с помощью силовых приводов в условиях космического полета

Спутник с трехосной стабилизацией углового положения (варианты) и способ управления этим спутником // 2114770

Изобретение относится к области создания и управления ориентацией спутников, стабилизируемых по трем осям на геостационарной орбите

Способ управления разворотом космического аппарата и система для его реализации // 2114771

Способ трехосной гравитационной ориентации космического аппарата на орбите спутника земли // 2128607

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для приведения космического аппарата (КА) в оптимальное, по точности ориентации, устойчивое положение на круговой орбите

Способ и устройство для одноосной гравитационной ориентации осесимметричного космического аппарата на орбите спутника земли // 2128608

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для оптимального по точности приведения космического аппарата (КА) в положение устойчивого равновесия на низкой круговой орбите

Способ ориентации и система ориентации для реализации способа // 2150412

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам ориентации космических аппаратов (КА), движущихся в гравитационном и магнитном полях по орбите вокруг планеты

Низкоорбитальный спутник земли // 2167790

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании и разработке искусственных спутников, выводимых на орбиты высотой от 200 до 700 км

Устройство для одноосной гравитационной ориентации низкоорбитального космического аппарата // 2167791

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при разработке космических аппаратов, выводимых на эллиптические орбиты высотой от 300 до 500 км