Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Прочее arrow Космический аппарат

Методика расчета направления неустойчивости

Эффективная коррекция орбиты КА в окрестности точки либрации подразумевает изменение скорости КА с целью компенсации влияния возрастающей компоненты (4). Существует направление, изменение скорости вдоль которого приводит к наибольшему изменению возрастающей компоненты. Это направление будем называть направлением неустойчивости. Исполнение импульсов в направлении неустойчивости наиболее эффективно. Направление, ортогональное направлению неустойчивости, называется направлением устойчивости, и импульсы, исполненные в этом направлении, являются наименее эффективными. Исполнение импульсов коррекции возможно в любом направлении, кроме направления устойчивости, однако они менее эффективны, чем импульсы в направлении неустойчивости. Исследование направления неустойчивости необходимо при разработке стратегии удержания КА на гало-орбите для эффективного управления КА.

В данном исследовании была разработана методика расчета направления устойчивости. Т.к. известно, что направления устойчивости и неустойчивости ортогональны друг другу, зная направление устойчивости, можно отыскать и направление неустойчивости. Методика заключается в следующем: в некоторой точке гало-орбиты производится возмущение движения КА, т.е. скорость аппарата изменяется по некоторому направлению. Задача состоит в отыскании такого направления изменения скорости, при котором КА как можно дольше находится на орбите.

Как и в случае отыскания начальной скорости КА, данная задача решается итерационно. При каждом направлении изменения скорости аппарат отклоняется либо в сторону положительного, либо в сторону отрицательного изменения координаты X, т.е. возникает зависимость направления изменения скорости от конечной координаты X аппарата. Эта функция имеет разрыв, при котором КА не отклоняется ни в одну из сторон, т.е. остается на ограниченной орбите. Требуется отыскать этот разрыв.

Данный алгоритм был реализован в пакете GMAT. Блок-схема алгоритма приведена на рис. 1.

Алгоритм расчета направления устойчивости

Рис. 11. Алгоритм расчета направления устойчивости.

Таким образом, были разработаны следующие алгоритмы:

  • · Алгоритм подбора начальной скорости КА. Данный алгоритм позволяет подобрать такую начальную скорость аппарата, при которой он будет находиться на гало-орбите наиболее продолжительное время.
  • · Алгоритм подбора величин корректирующих импульсов. Данный алгоритм основан на алгоритме подбора начальной скорости; основное отличие - учет направления исполнения импульса.
  • · Алгоритм расчета направления неустойчивости. Данный алгоритм заключается в нахождении такого направления возмущения скорости КА, при возмущении по которому КА наибольшее время остается в окрестности точки L2.

Также были в пакете Matlab были разработаны функции, моделирующие технические ограничения на точность определения параметров КА и исполнение корректирующих импульсов.

На основе разработанных алгоритмов в пакете GMAT был создан сценарий, позволяющий моделировать движение КА на ограниченных орбитах вокруг точки L2.

1.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
Космический аппарат
Введение1. Современные методики удержания космического аппарата на ограниченной орбите вокруг точки L2 системы Солнце-Земля2. Стратегия удержания КА на гало-орбите вокруг точки L2 системы Солнце-Земля2.1 Математическая модель2.2 Описание стратегии удержания КА2.3 Реализация стратегии удержания КА2.3.1 Алгоритм подбора начальной скорости и величины корректирующего импульса2.3.2 Моделирование технических ограничений2.3.3 Сценарий, моделирующий движение КА на гало-орбите с периодическим применением корректирующих импульсов2.4 Методика расчета направления неустойчивости3 Применение разработанных инструментов к моделированию движения КА на гало-орбите3.1 Исследование зависимости энергетики поддержания гало-орбиты от места и направления исполнения импульса3.2 Исследование влияния неточности определения параметров КА на геометрию гало-орбиты3.2.1 Исследование случая неточного определения скорости КА3.2.2 Исследование случая неточного определения координат КА.3.3 Результаты расчета направлений устойчивости и неустойчивости3.4 Интерполяция направления неустойчивости3.5 Зависимость направления неустойчивости от координаты Z3.6 Имитационное моделирование движения КА на гало-орбите с учетом направления неустойчивостиЗаключениеСписок использованных источников