110 lines
7.7 KiB
Markdown
110 lines
7.7 KiB
Markdown
# Было
|
|
### Корпус
|
|
CubeSat 0.5U с раскрывающимися солнечными панелями
|
|
### Бортовая авионика
|
|
Подсистемы электропитания, ориентации и связи имеют свои микроконтроллеры
|
|
МК подсистем общаются по интерфейсу I2C
|
|
### Энергетика
|
|
ФЭП находятся на каждой грани, а так же на раскрывающихся панелях.
|
|
Системе ориентации ставится задача наведения этими панелями на Солнце.
|
|
Уровень генерации на солнечном участке соответствует примерно 2.4Q, где Q это генерация одной панели при падении света под углом 90.
|
|
|
|
### Система ориентации
|
|
Цель
|
|
- панели направлены на Солнце на освещенном участке
|
|
- аппарат над зоной работы связной полезной нагрузки всегда попадает диаграммой направленности в зону абонента/НС
|
|
Задачи
|
|
- определение ориентации
|
|
- поворот панелями в сторону Солнца
|
|
- стабилизация аппарата
|
|
- антенны ???
|
|
Тип системы - магнитная 3-осная
|
|
Набор датчиков
|
|
- солнечные датчики - фотодиоды на каждую грань (х6)
|
|
- магнитометр
|
|
- MEMS гироскоп
|
|
- термометр
|
|
Алгоритмы
|
|
- фильтр Калмана
|
|
- вычисление текущего вектора магнитного поля в СК Земли
|
|
- совмещение СК аппарата с СК Земли
|
|
- B-dot
|
|
Модели
|
|
- модель магнитного поля Земли
|
|
- модель аппарата для подбора фильтра Калмана
|
|
# Стало
|
|
### Корпус
|
|
CubeSat 1U без раскрывающихся панелей
|
|
### Бортовая авионика
|
|
Все подсистемы используют один микроконтроллер
|
|
Разделение на подсистемы реализуется в софте как разделение на максимально изолированные модули
|
|
|
|
**Меньше необходимого функционала по взаимодействию с другими подсистемами в софте системы ориентации (нет шины, не нужно реализовывать протокол общения между МК)**
|
|
### Энергетика
|
|
ФЭП находятся на каждой грани
|
|
Уровень генерации на солнечном участке соответствует примерно sqrt(3) * q, где q это генерация одной панели при падении света под углом 90.
|
|
|
|
**К функциям системы ориентации нет требований от энергетики**
|
|
|
|
### Система ориентации
|
|
Цель
|
|
- ~~панели направлены на Солнце на освещенном участке~~
|
|
- аппарат над зоной работы связной полезной нагрузки всегда попадает диаграммой направленности в зону абонента/НС
|
|
Задачи
|
|
- определение угловой скорости
|
|
- ~~поворот панелями в сторону Солнца~~
|
|
- стабилизация аппарата
|
|
- антенны ???
|
|
Тип системы - магнитная 3-осная
|
|
Набор датчиков
|
|
- ~~солнечные датчики - фотодиоды на каждую грань (х6)~~
|
|
- магнитометр
|
|
- MEMS гироскоп
|
|
- термометр
|
|
Алгоритмы
|
|
- B-dot
|
|
Модели
|
|
- нет
|
|
|
|
### Метрики
|
|
##### Плюсы
|
|
Исчезла необходимость в солнечных датчиках - на 1 тип датчиков меньше
|
|
- не нужно выбирать датчики
|
|
- не нужно писать софт для обработки и агрегации 6 разных датчиков
|
|
Не нужно использовать модель магнитного поля Земли - на 1 модель на борту меньше (меньше процессорного времени и памяти занято, выше надежность)
|
|
- хранение модели
|
|
- алгоритм для работы с моделью
|
|
Не нужна реализация алгоритма для 3-осного управления ориентацией с помощью одной магнитной системы
|
|
- сложный алгоритм
|
|
Не обязателен фильтр Калмана для уменьшения шумов
|
|
- мат. модель аппарата и магнитного поля внутри фильтра
|
|
СЭП практически не зависит от системы ориентации
|
|
Выше надежность системы
|
|
##### Минусы
|
|
Нет возможности управлять положением аппарата, только угловой скоростью
|
|
(Либо положением относительно линии магнитного поля, независимо от точки на орбите)
|
|
|
|
|
|
Нужны ли датчики тока на катушки?
|
|
|
|
B-dot это способ самым прямым образом затормозить вращение аппарата?
|
|
- кроме составляющей вращения вокруг вектора текущего магнитного поля
|
|
- в конце концов из-за меняющегося направления поля эта составляющая тоже затормозится
|
|
|
|
Если после стабилизации алгоритмом B-dot мы создадим катушками определенный вектор магнитного поля аппарата, например по направлению антенны, то за некоторое время аппарат повернется антенной вдоль линии магнитного поля Земли?
|
|
|
|
Мы можем этим пользоваться для удержания антенны в нужном нам направлении над Россией?
|
|
|
|
Для этого не обязательно иметь модель магнитного поля Земли на борту?
|
|
|
|
Как назвать такой способ управления ориентацией?
|
|
|
|
Оценить идею вывода требований для максимального момента катушек:
|
|
- момента должно хватать, чтобы аппарат успевал поворачиваться вслед за изменяющимся вектором магнитного поля Земли.
|
|
- тогда мы гарантированно можем удерживать аппарат нужной нам осью вдоль поля Земли
|
|
|
|
Как сэкономить на энергопотреблении магнитной системы? Речь про катушки
|
|
- можно ли выключать на определенных участках орбиты?
|
|
- что нужно добавить в софт чтобы мы умели определять эти участки?
|
|
- для этого нужно периодически загружать TLE или что-то на аппарат?
|
|
- насколько это сложно/целесообразно? |