133 lines
5.4 KiB
Markdown
133 lines
5.4 KiB
Markdown
### Основные функции
|
|
##### Функция определения ориентации
|
|
Вход
|
|
- данные датчиков о внешней среде и об аппарате
|
|
Выход
|
|
- измеренное состояние аппарата
|
|
##### Функция управления ориентацией
|
|
Вход
|
|
- требуемое состояние
|
|
- измеренное состояние
|
|
Выход
|
|
- управляющие сигналы на активные элементы
|
|
|
|
### Определение ориентации - декомпозиция
|
|
|
|
#### Основные функции
|
|
###### Измерение вектора магнитного поля Земли
|
|
Вход
|
|
- воздействие магнитного поля на магнитометр
|
|
- шум
|
|
Выход
|
|
- трехмерный вектор магнитного поля Земли (в СК аппарата?)
|
|
###### Измерение угловой скорости вращения аппарата
|
|
Вход
|
|
- воздействие центробежной силы на гироскоп
|
|
- шум
|
|
Выход
|
|
- трехмерный вектор угловой скорости аппарата (в СК аппарата?)
|
|
|
|
#### Сервисные (внутренние) функции ?
|
|
###### Калибровка магнитометра
|
|
Вход
|
|
- температура магнитометра
|
|
- данные магнитометра, собранные во время вращения аппарата
|
|
Выход
|
|
- калибровочные коэффициенты
|
|
- смещение показателей магнитометра
|
|
###### Закручивание аппарата
|
|
см. Демпфирование угловой скорости вращения аппарата
|
|
|
|
#### Дополнительные функции
|
|
###### Измерение вектора направления на Солнце
|
|
Вход
|
|
- угол падения светового потока на солнечный датчик Х <кол-во датчиков>
|
|
Выход
|
|
- трехмерный вектор направления на Солнце (в СК аппарата?)
|
|
|
|
### Управление ориентацией - декомпозиция
|
|
#### Основные функции
|
|
###### Демпфирование угловой скорости вращения аппарата
|
|
Вход
|
|
- измеренная угловая скорость вращения аппарата
|
|
- требуемая угловая скорость вращения аппарата
|
|
- максимальная ошибка
|
|
Выход
|
|
- вращение аппарата с требуемой угловой скоростью в пределах заданной ошибки
|
|
#### Дополнительные функции
|
|
###### Поворот аппарата в заданное положение
|
|
Вход
|
|
- измеренное положение аппарата в пространстве (кватернион/углы Эйлера)
|
|
- требуемое положение аппарата в пространстве (кватернион/углы Эйлера)
|
|
- максимальная ошибка
|
|
Выход
|
|
- поворот аппарата в требуемое положение в пределах заданной ошибкой
|
|
|
|
|
|
|
|
```mermaid
|
|
flowchart TB
|
|
subgraph SENSORS[Датчики]
|
|
M[Магнитометр]
|
|
G[Гироскоп]
|
|
SD[Солнечный датчик]
|
|
end
|
|
|
|
subgraph DET[Определение ориентации]
|
|
direction TB
|
|
F1[Измерение вектора МПЗ]
|
|
F2[Измерение угловой скорости]
|
|
F3[Измерение направления на Солнце]
|
|
CAL[Калибровка магнитометра]
|
|
SPIN[Закручивание аппарата]
|
|
end
|
|
|
|
subgraph STATE[Оценка состояния]
|
|
EST[Измеренное состояние]
|
|
end
|
|
|
|
subgraph CTRL[Управление ориентацией]
|
|
direction TB
|
|
F4[Демпфирование угловой скорости]
|
|
F5[Поворот в заданное положение]
|
|
end
|
|
|
|
subgraph ACT[Исполнительные элементы]
|
|
COIL[Магнитные катушки]
|
|
RW[Двигатели-маховики]
|
|
end
|
|
|
|
M -- "Bсырое" --> F1
|
|
F1 -- "Bкалибр" --> CAL
|
|
CAL -- "коэффициенты, смещение" --> F1
|
|
G -- "ωсырое" --> F2
|
|
SD -- "освещённость" --> F3
|
|
|
|
F1 -- "вектор B" --> EST
|
|
F2 -- "вектор ω" --> EST
|
|
F3 -- "вектор S" --> EST
|
|
|
|
EST -- "состояние" --> F4
|
|
EST -- "состояние" --> F5
|
|
|
|
REQ[Требуемое состояние] --> F4
|
|
REQ --> F5
|
|
|
|
F4 -- "ШИМ" --> COIL
|
|
F5 -- "управляющий момент" --> RW
|
|
SPIN -.-> F4
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
```mermaid
|
|
flowchart LR
|
|
r(["Требуемая угловая скорость<br>ω_req = 0"]) --> SUM((Σ))
|
|
SUM -->|"e = ω_req - ω_изм"| REG[Регулятор B-dot<br>m = -k * dB/dt]
|
|
REG -->|m_cmd| COIL[Драйвер катушек + катушки]
|
|
COIL -->|M_маг| SAT[Динамика спутника<br>J·ω̇ = M_маг + M_внеш]
|
|
SAT -->|ω_факт| GYRO[Гироскоп]
|
|
GYRO -->|ω_изм| SUM
|
|
MAG[Магнитометр] -.->|B_изм для dB/dt| REG
|
|
|
|
``` |