УДК 629.7.615.3
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА С ДВУХЗВЕННЫМ АНТРОПОМОРФНЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ С УЧЁТОМ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ
А.А. Пицык студент, Н.С. Ащепкова доцент
Днепропетровский национальный университет им. О. Гончара
В настоящее время на большинство космических аппаратов (КА) установлены подвижные элементы (солнечные батареи, манипуляторы). Конструкции, трансформируемые во время полёта, изменяют координаты центра масс КА. Сроки эксплуатации современных космических аппаратов составляют от 5 до 15 лет. Повышение затрат энергии, обусловленное увеличением времени включенного состояния исполнительных органов системы стабилизации, является одной из причин досрочного выхода из строя КА. В связи с этим вопросы оценки необходимых запасов и рационального расхода энергии К А становятся первоочередными.
Для анализа динамики КА изменяемой конфигурации необходимо разрабатывать математические модели, с учетом недиагональности и нестационарности тензора инерции и взаимного влияния каналов управления.
В данной работе рассмотрен пример К А с двухзвенным антропоморфным манипулятором. Манипулятор представлен как система стержней с учётом упругих колебаний и деформаций в шарнирах. Математическая модель разработана методом Ньютона-Эйлера. Преимущества данного метода:
• уменьшение затрат операционной памяти;
• увеличение эффективности использования бортовой ЦВМ;
• повышение быстродействия систем стабилизации.
Использование разработанной модели в штатных режимах углового
движения (отработка начальных возмущений, периодические движения, программный угловой манёвр) позволяет оценить затраты энергии на стабилизацию и ориентацию КА изменяемой конфигурации. Анализ динамики можно проводить как на этапе эскизного проектирования, так и при перепрограммировании БЦВМ во время полёта.
Нет похожих статей