6.9 KiB
6.9 KiB
ADCS - Attitude Determination and Control System
Функциональная схема
Из SwissCube: S3-B-C-ADCS-1-3-ADCS_HW_and_System.pdf !Лелеков Вестник Ed1.pdf
(убрать TLE, пропагатор, модель магнитного поля Земли - не нужны для B-dot)
Уровень 1 (контекст, границы)
Система имеет 2 основные функции
Функция определения ориентации
- Принимает данные датчиков о состоянии аппарата во внешней среде
- Выдает измеренное состояние аппарата
Функция управления ориентацией
- Принимает требуемое состояние
- Принимает измеренное состояние
- Выдает управляющие сигналы на активные элементы
Уровень 2 (принцип построения)
Активные элементы
Магнитные катушки (по 3 осям)
- Принимают управляющий сигнал
- Выдают момент вращения
Набор датчиков
- Магнитометр (3-осный) измеряет вектор магнитного поля Земли
- Гироскоп (3-осный) измеряет вектор угловой скорости
- Акселерометр (3-осный) измеряет вектор углового ускорения
- Солнечные датчики (фотодиоды, 6 граней) позволяют вычислить вектор направления на Солнце
- Датчики температуры (сколько?) позволяют компенсировать дрейф других датчиков
Уровень 3 (декомпозиция)
Определение ориентации
- (расширенный?) Фильтр Калмана (устранение шума)
Управление ориентацией
- B-dot (демпфирование)
Датчики
- Калибровка (алгоритм?)
- Температурная компенсация (модели, алгоритм?)
- Вычисление вектора на Солнце (алгоритм?)
Перечисление функций
Измерение
- Калибровка датчика
- Опросить датчик
- Отфильтровать шумы
- Агрегировать разные датчики
- Получить измеренную ориентацию
- Компенсировать температурный дрейф Управление
- Вычислить вектор B-dot
- Сформировать управляющий сигнал
- Вычислить текущую ошибку Взаимодействие с подсистемами
- Сохранить данные в общую память
- Сформировать объект телеметрии
- Регулировать катушки через СЭП?
- Выполнить команду от БС
Режимы
| Режим | Выполняемые функции |
|---|---|
| Выключена | Нет |
| Ожидание | Ожидание команд |
| Измерение | ~ Опрос датчиков, фильтрация, сохранение Формирование телеметрии |
| Демпфирование | ~ Вычисление B-dot Формирование вектора для катушек Управление катушками |
Из S3-B-ADCS-1-4-ADCS_Hardware.pdf
!
!
!
Из S3-B-C-ADCS-1-0-Sytem_Engineering before delta-PDR.pdf
!
!
Из S3-B-C-SET-1-2-Delta-PDR Mission_System_Overview.pdf (обновленная)
!
Диаграмма через D2:
#direction: right
outer: Внешняя среда {
field: Магнитное поле Земли
sun: Солнце
}
adcs: Система ориентации {
control: Алгоритмы управления
determ: Алгоритмы определения ориентации
actuators: Актуаторы (катушки)
sensors: Датчики {
mag: Магнитометр (3d)
gyro: Гироскоп (3d)
accel: Акселерометр (3d)
sun: Солнечные датчики (x6)
}
}
cubesat: Кубсат
desired: Требуемое состояние
estimated: Вычисленное состояние
noise: Шум
sum: + {
width: 30
height: 30
shape: circle
}
adcs.control -> adcs.actuators -> cubesat: управляющий момент
adcs.sensors -> adcs.determ
noise -> adcs.determ
desired -> sum
sum -> adcs.control
adcs.determ -> estimated -> sum
outer -> cubesat: возмущающие моменты
outer -> adcs.sensors: измеряемое воздействие
cubesat -> adcs.sensors
flowchart LR
subgraph outer["Внешняя среда"]
field["Магнитное поле Земли"]
sun["Солнце"]
end
subgraph adcs["Система ориентации"]
control["Алгоритмы управления"]
determ["Алгоритмы определения ориентации"]
actuators["Актуаторы (катушки)"]
subgraph sensors["Датчики"]
mag["Магнитометр (3d)"]
gyro["Гироскоп (3d)"]
accel["Акселерометр (3d)"]
suns["Солнечные датчики (x6)"]
end
end
cubesat["Кубсат"]
desired["Требуемое состояние"]
estimated["Вычисленное состояние"]
noise["Шум"]
sum((+))
%% Основные связи
control --> actuators
actuators -->|управляющий момент| cubesat
sensors --> determ
noise --> determ
desired --> sum
sum --> control
determ --> estimated
estimated --> sum
%% Внешние воздействия
outer -->|возмущающие моменты| cubesat
outer -->|измеряемое воздействие| sensors
cubesat --> sensors