Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. |
Эта статья должна быть полностью переписана. |
Система ориентации солнечных батарей (СОСБ) — механизм, предназначенный для наведения панелей солнечных батарей на Солнце. Наведение выполняется путём разворота и последующего поддержания требуемой ориентации в пространстве корпуса КА средствами СУД (система управления движением) и поворота солнечных батарей электромеханическими приводами относительно корпуса КА.
Анализ патентной и научно-технической документации (НТД) позволяет классифицировать СОСБ следующим образом.
По способу формирования сигналов отклонения солнечных батарей от направления на Солнце:
По типу ориентации СБ:
По числу степеней свободы (осей поворота) УПБС:
По виду связи поворотных солнечных батарей с корпусом КА:
По характеру взаимовлияния контура СОСБ с контуром управления КА и дополнительным функциям СОСБ:
По способам взаимодействия панелей солнечных батарей с внешними полями (солнечным излучением, аэродинамическим потоком разреженного газа, гравитационным, магнитным полями, и т. п.):
По использованию солнечных батарей в качестве приемной антенны, например, модулированного лазерного излучения с последующим выделением полезной информации из модулированного тока, вырабатываемого ФП панелей солнечных батарей при их облучении лазерным излучением.
По методам определения неисправностей УПБС и переключения на резервный комплект (заявка СССР № 32275460).
В проектных разработках УП солнечных батарей российских и зарубежных фирм наметилась тенденция обеспечения неограниченного угла поворота солнечных батарей с передачей электроэнергии, командной, ТМ информации через блок токосъемных устройств, что имеет ряд преимуществ по сравнению с гибкой кабельной связью с ограниченным углом поворота. К проблемным относится вопрос кодового обмена по МКО через вращающееся токосъемное устройство.
В последние годы появились публикации о модульном принципе построения УП. То есть, блок механический, блок токосъемный, блок электронный выполняются отдельными блоками и компонуются при сборке КА. Такую точку зрения излагают, например, специалисты ПО «Электромеханический завод» г. Омск, НПО «Прикладной механики» г. Красноярск-26, НПО имени С. А. Лавочкина. Блок токосъемный осуществляет передачу электроэнергии, команд управления, ТМИ через упругие катающиеся подобно шарикоподшипникам токосъемные кольца. Преимуществом кольцевых токосъемных устройств по сравнению с токосъемными устройствами скользящего типа является меньшее тепловыделение при передаче электроэнергии.
Анализ научно-технической информации показывает, что для геостационарного КА наиболее рациональной является одноосная ориентации СБ, которая обеспечивает среднесуточную эффективность СБ, отличающуюся от идеальной не более, чем на 8…10 %, при этом, УПБС должен обеспечить неограниченный угол поворота солнечных батарей относительно корпуса КА, то есть, УПБС должны содержать вращающиеся токосъемные кольцевые устройства (ТКУ), обеспечивающие электрическую связь между вращающимися солнечных батарей и корпусом КА. Результаты сравнения позволяют рекомендовать к использованию на геостационарных КА СОСБ, аналогом которой является разработка[3]. В рекомендуемом варианте СОСБ, структурная схема которой приведена на рис.1.3.7.1 (http://docme.ru/UO5), для формирования сигналов управления поворотом солнечных батарей относительно корпуса КА используется информация об отклонении нормали к плоскости панелей от направления на Солнце, а также о текущем угловом положении солнечных батарей относительно корпуса КА. При этом, одноосная ориентация солнечных батарей может осуществляться следующим образом. В БИНС определяется вектор направления на Солнце(ВНС) в связанной с КА системе координат, рассчитывается орбитальная угловая скорость. Далее наведение солнечных батарей на Солнце выполняют путём формирования на входе привода управляющего сигнала, пропорционального этой скорости, и коррекции управляющего сигнала угловой скорости по результатам измерений рассогласования между солнечных батарей и направлением на Солнце. Вышеописанный вариант управления позволяет обеспечить наведение солнечных батарей на Солнце с точностью 0,5…0,7 градуса.
Альтернативным может быть вариант релейного управления поворотом СБ, минимизирующий вредное влияние реактивного момента от изменения скорости вращения СБ[1]. В указанном варианте ориентация солнечных батарей на Солнце выполняется с постоянной стабилизированной скоростью (режим СЛЕЖЕНИЕ), величина которой больше или равна с учетом нестабильности поддержания скорости электроприводом максимально возможной орбитальной угловой скорости КА на ГСО (угловая скорость слежения 0,00422 град/с стабилизируется с точностью около 1 %). Обнуление накопившейся ошибки ориентации солнечных батарей выполняется орбитальным поворотом КА с остановленными в заданный момент (например, после поворота солнечных батарей на один оборот) панелями. Реализуемая точность ориентации оси, связанной с посадочной площадкой СБ, не хуже 7…8 градусов при стабильности угловой скорости привода не более 1 %.
Для обеспечения форсированного приведения панелей в заданное положение относительно корпуса КА (технологические режимы при наземных испытаниях, начальный поиск Солнца, аварийные ситуации и т. п.) необходимо предусмотреть режим ПОИСК с угловой скоростью вращения панелей 0,1…0,2 град/с. Для останова солнечных батарей предусматривается команда СТОП. При этом, скорость вращения выходного вала УПБС в полете может быть не реверсируемой, так как при постоянной ориентации КА в ОСК вращение солнечных батарей выполняется в течение всего срока активного существования в одну сторону. Для вышеупомянутого альтернативного варианта СОСБ каждый из сигналов управления первым и вторым УПБС (рис.1.3.7.1- http://docme.ru/UO5) и представляет собой вектор, компонентами которого являются релейные команды для задания соответствующих угловых скоростей вращения выходного вала УПБС в режимах СЛЕЖЕНИЕ и ПОИСК.
С целью повышения надежности, необходимо предусмотреть включение в перечень параметров для использования в СУД информации с температурных датчиков на панелях солнечных батарей от СТР и датчиков напряжения с фотопреобразователей от системы энергоснабжения, позволяющих на освещенных участках орбиты обеспечивать грубую ориентацию солнечных батарей с точностью около 30…40 градусов.
С целью уменьшения вредного влияния реактивного момента от изменения скорости вращения солнечных батарей на точность ориентации корпуса КА, например, при слежении за Солнцем с использованием релейного закона управления (УПБС реализует включение и останов вращения СБ), можно предложить следующую последовательность управления. Определяют отклонение от направления на Солнце каждой из СБ, сравнивают их между собой, выдают команду на вращение СБ, имеющей большее отклонение, и команду СТОП для второй солнечных батарей с меньшим отклонением. Причем, команды на останов одной из солнечных батарей и начало вращения другой солнечных батарей выдаются в момент времени, соответствующий максимальной компенсации изменения кинетического момента одной СБ, изменением кинетического момента другой СБ. В частном случае, при практически мгновенном наборе скорости вращения эти моменты времени совпадают. При аварийной закрутке КА вокруг нормали к плоскости орбиты для максимизации энергоприхода от фотопреобразователей солнечных батарей может быть рекомендована следующая последовательность операций управления. При засветке ФП излучением Солнца (то есть, при отклонении нормали к плоскости панели солнечных батарей меньше 60 градусов) вращают солнечных батарей в направлении, противоположном повороту корпуса КА при закрутке, а при отсутствии засветки ФП (ток с ФП отсутствует) вращают солнечных батарей в направлении, совпадающем с направлением закрутки корпуса КА.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .