Патент на изобретение №2271971

(54) СПОСОБ ОТРАБОТКИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к наземной отработке и испытаниям систем управления космических аппаратов (КА). Предлагаемый способ и реализующее его устройство предусматривают физическое моделирование движения имитатора КА на стенде, имеющем газовый подвес и поворотную платформу с приводом. Способ включает совмещение центров масс газа пневмосистемы и имитатора КА с центром его вращения и имитацию энергопотоков от звезд, Солнца и Земли для датчиков внешней информации отрабатываемой системы. Угловым движением имитатора КА управляют поочередно: с помощью отрабатываемой и технологической систем управления. Поворотную платформу с имитатором энергопотока от Земли приводят во вращение с орбитальной угловой скоростью. Определяют приращения возмущающих моментов в нулевом и повернутом относительно горизонтальной оси положениях до и после стабилизации имитатора КА с повышенным расходом газа. По этим приращениям и суммарной длительностям включения газовых реактивных двигателей рассчитывают смещение и производят совмещение центра масс газа с центром вращения имитатора КА. Оценивают возможность удержания имитатора КА в допустимом диапазоне углов отклонения от вертикали с помощью отрабатываемой системы управления КА. При выходе отклонения за допустимые границы прекращают отработку КА. Технический результат изобретения состоит в повышении точности и продолжительности отработки, уменьшении трудоемкости и стоимости мероприятий по компенсации возмущающего момента, пропорционального продолжительности отработки. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике отработки, испытаний и исследования характеристик систем управления угловым движением, в частности к технике отработки, испытаний и исследования характеристик систем управления угловым движением космических аппаратов в наземных условиях.

Известен способ отработки, испытаний и исследования характеристик систем управления движением космических аппаратов в наземных условиях, включающий физическое моделирование с малыми возмущающими моментами углового движения космического аппарата относительно его центра масс имитатором космического аппарата, совмещение центра масс имитатора с центром его вращения, например, путем перемещения балансировочных грузов по направляющим штангам, создание энергетических потоков для датчиков внешней информации отрабатываемой системы имитаторами, устанавливаемыми неподвижно относительно Земли, управление угловым движением имитатора космического аппарата отрабатываемой системой управления, визуальный контроль и оценку характеристик отрабатываемой системы на наземном устройстве по телеметрической информации из системы измерения имитатора космического аппарата.

Этот способ реализуется устройством для отработки, испытаний и исследования характеристик систем управления угловым движением космических аппаратов, содержащим динамический стенд, моделирующий угловое движение космического аппарата и выполненный в виде приборной платформы с пневмосистемой и газовыми реактивными двигателями, установленной на сферическом газовом подшипнике, устройство совмещения центра масс приборной платформы с центром ее вращения, выполненного, например, в виде шагового двигателя, перемещающего балансировочные грузы по направляющим штангам, системы отсчета углового положения приборной платформы и системы связи, выполненной, например, в виде радиомодема приборной платформы и радиомодема наземного устройства приема телеметрической информации и визуального контроля, выполненного, например, в виде персонального компьютера, имитаторы энергетических потоков, установленные на Земле на территории стенда [1].

Недостатками этого способа, реализованного известным устройством, являются:

– невозможность отработки систем управления космических аппаратов во всех режимах их работы, в том числе при создании начального углового положения и начальной угловой скорости перед включением отрабатываемой системы, коррекции гироскопических устройств от датчиков внешней информации в системах управления, построенных на основе слежения за энергетическими потоками Земли в процессе орбитального движения, т.к. имитатор Земли устанавливается неподвижно на Земле;

– резкое увеличение возмущающего момента, действующего на приборную платформу при ее разворотах относительно статора воздушного подшипника, вызванного как погрешностями изготовления элементов стенда, так и температурными деформациями ротора воздушного подшипника при его разворотах относительно статора в плоскости горизонта и, как следствие, ухудшение точности испытаний;

– выход из строя дорогостоящего оборудования динамического стенда и аппаратуры отрабатываемой системы вследствие ударов приборной платформы по статору воздушного подшипника при отказах аппаратуры или нештатной работе отрабатываемой системы управления.

Известен также способ отработки систем управления угловым движением космических аппаратов в наземных условиях, включающий физическое моделирование углового движения космического аппарата относительно его центра масс имитатором космического аппарата, совмещение центра масс имитатора с центром его вращения, создание энергетических потоков для датчиков внешней информации отрабатываемой системы имитаторами, управление угловым движением имитатора космического аппарата отрабатываемой системой управления, оценку характеристик отрабатываемой системы на наземном устройстве по телеметрической информации из системы измерения имитатора космического аппарата, вращение имитатора энергетических потоков Земли и основания имитатора космического аппарата в плоскости горизонта с орбитальной угловой скоростью, управление угловым движением имитатора космического аппарата до включения отрабатываемой системы управления технологической системой управления имитатора, создание начальных параметров углового движения имитатора космического аппарата, выключение управления угловым движением имитатора технологической системой управления после задания начальных условий и включение управления угловым движением имитатора отрабатываемой системой, расчет угла отклонения имитатора космического аппарата от вертикали при условии включения экстренного торможения углового движения имитатора в процессе работы отрабатываемой системой управления и при превышении расчетного угла отклонения от вертикали допустимой величины угла прокачки отключение управления угловым движением имитатора отрабатываемой системы, включение экстренного торможения углового движения имитатора технологической системой управления и возвращение имитатора космического аппарата в нулевое положение.

Этот способ реализуется устройством, содержащим динамический стенд, моделирующий угловое движение космического аппарата и выполненный в виде приборной платформы с пневмосистемой и газовыми реактивными двигателями, установленной на сферическом газовом подшипнике, устройство совмещения центра масс приборной платформы с центром ее вращения, выполненное в виде шагового двигателя, перемещающего балансировочные грузы по направляющим штангам, систему отсчета углового положения приборной платформы, систему связи и устройство приема телеметрической информации и визуального контроля, выполненных в виде наземного персонального компьютера, радиомодема приборной платформы и радиомодема наземного персонального компьютера, имитаторы энергетических потоков Солнца, Звезды и Земли, управляющее вычислительное устройство и управляющее устройство отрабатываемой системы, в котором статор сферического воздушного подшипника и имитатор энергетических потоков Земли установлены на общей поворотной платформе, подвижной относительно вертикальной оси и снабженной датчиком угла и угловой скорости, приводом вращения, выполненным в виде электродвигателя с редуктором, блок переключения, командное устройство и блок управления приводом вращения, выходом связанный с входом указанного электродвигателя, первым входом подключенный к выходу командного устройства, вторым входом – к выходу указанного датчика угла и третьим входом – к выходу указанного датчика угловой скорости, а также установленный на приборной платформе датчик угловой скорости, выходом связанный с первым входом управляющего вычислительного устройства, на второй вход которого подключен выход системы отсчета углового положения приборной платформы, первый выход управляющего вычислительного устройства подключен к входу шагового двигателя, второй и третий выходы присоединены к блоку переключения, а четвертый связан с управляющим устройством отрабатываемой системы управления, выход которой связан с блоком переключения, выходом подключенного ко входам газовых реактивных двигателей, а пятый выход соединен с входом радиомодема приборной платформы [2] (прототип).

Недостатком этого способа, реализованного известным устройством, являются возрастание возмущающего момента, действующего на имитатор космического аппарата (КА), пропорционального продолжительности работы газовых реактивных двигателей, и соответственно сокращение длительности режимов отработки системы управления движением (СУД), а также большой трудоемкости и стоимости работ по расчету, изготовлению и установке элементов пневмосистемы для уменьшения возрастающего возмущающего момента.

Возрастание величины возмущающего момента, действующего на имитатор КА и пропорционального длительности работы газовых реактивных двигателей, связано со следующим. Для обеспечения работы газовых реактивных двигателей и соответственно стабилизации имитатора КА, вращающегося на воздушном подшипнике, в пневмосистеме имитатора КА размещаются емкости (шар-баллоны) со сжатым газом. Кроме того, сжатый газ содержится в трубопроводах пневмосистемы. Вес газа в пневмосистеме в зависимости от давления может достигать нескольких килограммов (для реализованного устройства 5-10 кг). Положение центра масс сжатого газа в пневмосистеме (шар-баллонах, трубопроводах) из-за погрешностей изготовления элементов пневмосистемы, погрешностей установки и измерения положения, а также изменением положения центра масс имитатора КА при установке на имитатор аппаратуры, отрабатываемой СУД, определяется с точностью до нескольких миллиметров (для реализованных устройств 5-7 мм). При этом работы по измерению, расчету положения центра масс газа в пневмосистеме, переносу и установке элементов пневмосистемы весьма трудоемки и дороги.

Для известного устройства перед началом работы полностью заправляются емкости пневмосистемы и производится балансировка имитатора КА путем перемещения балансировочных грузов. При этом компенсируется гравитационный момент имитатора КА, вызванный неравномерностью распределения установленной на нем аппаратуры и смещением центра масс газа в пневмосистеме. Однако при работе газовых реактивных двигателей, обеспечивающих стабилизацию имитатора КА, газ из емкостей пневмосистемы расходуется. Балансировка имитатора КА нарушается, так как балансировочные грузы сохраняют положение, которое они заняли в момент окончания балансировки, а масса газа, положение центра масс которого смещено относительно центра масс имитатора КА в пневмосистеме, уменьшается. Величина возмущающего момента будет равна произведению веса израсходованного газа на плечо, равное проекции расстояния от центра масс имитатора КА до центра масс газа в пневмосистеме на плоскость местного горизонта.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности и продолжительности испытаний за счет уменьшения возмущающего момента, уменьшения трудоемкости и стоимости работ по компенсации возмущающего момента.

Поставленная задача решается тем, что в способе отработки систем управления угловым движением космических аппаратов, включающем физическое моделирование углового движения космического аппарата относительно его центра масс имитатором космического аппарата, совмещение центра масс имитатора с центром его вращения, создание энергетических потоков для датчиков внешней информации отрабатываемой системы имитаторами, управление угловым движением имитатора космического аппарата отрабатываемой системой управления, оценку характеристик отрабатываемой системы на наземном устройстве по телеметрической информации из системы измерения имитатора космического аппарата, вращение имитатора энергетических потоков Земли и основания имитатора космического аппарата в плоскости горизонта с орбитальной угловой скоростью, управление угловым движением имитатора космического аппарата до включения отрабатываемой системы управления технологической системой управления имитатора, создание начальных параметров углового движения имитатора космического аппарата, выключение управления угловым движением имитатора технологической системой управления после задания начальных условий и включение управления угловым движением имитатора отрабатываемой системой, расчет угла отклонения имитатора космического аппарата от вертикали при условии включения экстренного торможения углового движения имитатора в процессе работы отрабатываемой системы управления и при превышении расчетного угла отклонения от вертикали допустимой величины угла прокачки отключение управления угловым движением имитатора отрабатываемой системой, включение экстренного торможения углового движения имитатора технологической системой управления и возвращение имитатора космического аппарата в нулевое положение, обеспечивают измерение возмущающего момента в нулевом положении имитатора КА, разворот имитатора относительно одной из его горизонтальных осей, измерение возмущающего момента в повернутом положении, стабилизацию имитатора в повернутом положении с повышенным расходом газа, измерение возмущающего момента после завершения стабилизации с повышенным расходом газа, разворот имитатора в нулевое положение и измерение возмущающего момента, определение и запоминание суммарной длительности включения газовых реактивных двигателей после каждого измерения возмущающего момента, расчет величины смещения центра масс газа в пневмосистеме относительно центра вращения имитатора и величины необходимого смещения одной из емкостей с газом для компенсации смещения, совмещение центра масс газа с центром вращения имитатора КА.

Этот способ реализуется устройством, представляющим собой динамический стенд, моделирующий угловое движение космического аппарата и выполненный в виде приборной платформы с пневмосистемой и газовыми реактивными двигателями, установленной на сферическом газовом подшипнике, устройство совмещения центра масс приборной платформы с центром ее вращения, выполненное в виде шагового двигателя, перемещающего балансировочные грузы по направляющим штангам, систему отсчета углового положения приборной платформы, систему связи и устройство приема телеметрической информации и визуального контроля, выполненных в виде наземного персонального компьютера, радиомодема приборной платформы и радиомодема наземного персонального компьютера, имитаторы энергетических потоков Солнца, Звезды и Земли, управляющее вычислительное устройство и управляющее устройство отрабатываемой системы, в котором статор сферического воздушного подшипника и имитатор энергетических потоков Земли установлены на общей поворотной платформе, подвижной относительно вертикальной оси и снабженной датчиками угла и угловой скорости, приводом вращения, выполненным в виде электродвигателя с редуктором, блок переключения, командное устройство и блок управления приводом вращения, выходом связанный с входом указанного электродвигателя, первым входом подключенный к выходу командного устройства, вторым входом – к выходу указанного датчика угла и третьим входом – к выходу указанного датчика угловой скорости, а также установленный на приборной платформе датчик угловой скорости, выходом связанный с первым входом управляющего вычислительного устройства, на второй вход которого подключен выход системы отсчета углового положения приборной платформы, первый выход управляющего вычислительного устройства подключен к входу шагового двигателя, второй и третий выходы присоединены к блоку переключения, а четвертый связан с управляющим устройством отрабатываемой системы управления, выход которой связан с блоком переключения, выходом подключенным ко входам газовых реактивных двигателей, а пятый выход соединен с входом радиомодема приборной платформы, в котором один из шар-баллонов пневмосистемы установлен подвижно относительно приборной платформы, введен блок управления при оценке смещения центра масс газа, первым входом связанный с шестым выходом управляющего вычислительного устройства, а первым выходом с его третьим входом, блок определения длительности включения газовых реактивных двигателей, первым входом связанный с седьмым выходом управляющего вычислительного устройства, а вторым входом со вторым выходом блока управления при оценке смещения, блок расчета смещения, выходом связанный с четвертым входом управляющего вычислительного устройства, первым входом с третьим выходом блока управления при оценке смещения, а вторым входом с выходом блока расчета длительности включения газовых реактивных двигателей.

На фиг.1 приведен общий вид с функциональной схемой устройства для осуществления способа, на фиг.2 – кинематическая схема испытательного динамического стенда, на фиг.3 – функциональная блок-схема устройства, на фиг.4 – устройство перемещения одной из емкостей пневмосистемы.

Устройство включает динамический стенд (фиг.1), выполненный в виде приборной платформы (1) с пневмосистемой (2) и газовыми реактивными двигателями (3), установленной на сферическом газовом подшипнике (4) фиг.2, устройство совмещения центра масс приборной платформы (1) с центром ее вращения, выполненное в виде шагового двигателя (5), перемещающего балансировочные грузы (6) по направляющим штангам, систему отсчета углового положения (7) приборной платформы (1), систему связи и устройство приема телеметрической информации и визуального контроля, выполненных в виде наземного персонального компьютера (8), радиомодема (9) приборной платформы (1) и радиомодема (10) наземного персонального компьютера (8), имитаторы энергетических потоков Солнца (11), Звезды (12) и Земли (13), подвижную относительно вертикальной оси платформу (14), снабженную приводом вращения, выполненным в виде электродвигателя (15) с редуктором (16), блок управления (17), выходом связанный с входом электродвигателя привода вращения (15), первым входом подключенный к выходу командного устройства (18), вторым входом к выходу датчика угла (19) и третьим входом к выходу датчика угловой скорости (20), установленный на приборной платформе (1) датчик угловой скорости (21), выходом связанный с первым входом управляющего вычислительного устройства (22), на второй вход которого подключен выход системы отсчета углового положения (7) приборной платформы (1), первый выход управляющего вычислительного устройства (22) подключен к входу шагового двигателя (5), второй и третий присоединены к блоку переключения (23), а четвертый связан с управляющим устройством отрабатываемой системы управления (24), выход которой связан с блоком переключения (23), выходом подключенного ко входам газовых реактивных двигателей (3), а пятый – с входом радиомодема (9) приборной платформы (1) (ПрП), блок управления при оценке смещения центра масс газа (26), первым входом связанный с шестым выходом управляющего вычислительного устройства (22), а первым выходом – с его третьим входом, блок определения длительности включения газовых реактивных двигателей (27), первым входом связанный с седьмым выходом управляющего вычислительного устройства (22), а вторым входом – со вторым выходом блока управления при оценке смещения (26), блок расчета смещения (БРС) (28), выходом связанный с четвертым входом управляющего вычислительного устройства (22), первым входом с третьим выходом блока управления при оценке смещения (26), а вторым входом с выходом блока расчета длительности включения газовых реактивных двигателей (БРД) (27).

Управление угловым движением ПрП (1) осуществляется с помощью технологической системы управления (ТСУ) (25), которая включает в себя газовые реактивные двигатели (ГРД) (3), радиомодем (9), систему отсчета углового положения (7), устройство совмещения центра масс ПрП (1) с центром ее вращения, состоящего из шагового двигателя (5), перемещающего балансировочные грузы (6), датчика угловой скорости (ДУС) (21), управляющего вычислительного устройства (УВУ) (22), блока переключения (23).

Устройство работает следующим образом

В исходном состоянии газовые реактивные двигатели (ГРД) (3) с помощью блока переключения (БП) (23) подключены к выходу управляющего вычислительного устройства (УВУ) (22) технологической системы управления (ТСУ) (25). По командам оператора с наземного персонального компьютера (НПК) (8) через радиомодем (10) НПК (8) и радиомодем (9) ПрП (1) в УВУ (22) передается программа работы ТСУ. В рабочей программе задаются режимы работы ТСУ, моменты времени, в которые эти режимы должны включаться, и исходные данные для работы программного обеспечения ТСУ. В соответствии с программой работы УВУ (22) отрабатывает заданные режимы.

Устройство имеет три режима работы:

1) режим настройки и регулировки;

2) режим обеспечения условий для работы отрабатываемой системы управления;

3) режим контроля отработки и управления в нештатных ситуациях.

В режиме настройки и регулировки, режиме контроля отработки и управления в нештатных ситуациях устройство работает известным способом [2]. Дополнительно в режиме настройки и регулировки устройство обеспечивает оценку величины смещения центра масс газа пневмосистемы относительно центра вращения имитатора КА и величины необходимого смещения одной из емкостей пневмосистемы для совмещения центра масс газа пневмосистемы с центром вращения имитатора.

Оценка смещения центра масс газа пневмосистемы и смещения одной из емкостей пневмосистемы осуществляется следующим образом.

При получении из НПК (8) рабочей программы с заданием провести оценку смещения центра масс газа пневмосистемы УВУ (22) включает блок управления при оценке смещения (БУОС) (26) и по его команде УВУ (22) по информации с датчиков угловой скорости (ДУС) (21) и системы измерения (7) формирует и выдает через блок переключения (23) на ГРД (3) управляющие сигналы, обеспечивая управление угловым движением ПрП (1). После приведения ПрП (1) в нулевое положение УВУ (22) управление угловым движением ПрП (1) прекращает. ПрП (1) совершает неуправляемое движение под воздействием только возмущающего момента разбаланса. Угловое положение ПрП (1) в процессе неуправляемого движения измеряется системой измерения (7), и величины, определяющие угловое положение, поступают в УВУ (22). УВУ (22) определяет вектор разбаланса, его положение в системе координат, связанной с ПрП (1), и запоминает его проекции относительно горизонтальных осей ОХ, ОУ ПрП (1) , в БРС (28). Далее по команде и исходным данным из БУОС (26) УВУ (22) по информации с ДУС (21) и системы измерения (7) формирует и выдает через блок переключения (23) на газовые реактивные двигатели (3) управляющие сигналы, обеспечивая разворот ПрП (1) на заданный из БУОС (26) программный угол.

После приведения ПрП (1) в заданное программное положение УВУ (22) по команде из БУОС (26) управление угловым движением ПрП (1) прекращает, определяет величины проекций возмущающего момента (разбаланса) и запоминает величину проекции возмущающего момента на ось, относительно которой совершался программный поворот, в БРС (28). Далее по команде и исходным данным К, К из БУОС (26) УВУ (22) обеспечивает стабилизацию ПрП (1) в повернутом положении в соответствии с законом управления

где:

i=х, у, z;

_{i –} длительность включения газовых реактивных двигателей по каналам крена, рыскания, тангажа;

_i – текущее положение ПрП (1), измеряемое СИ (7);

_ПРi – программное положение ПрП (1);

_i – текущее значение угловой скорости ПрП, измеряемое ДУС (21);

_ПРi – программная угловая скорость ПрП (1);

K_i, K_i – коэффициенты, обеспечивающие повышенный расход газа на стабилизацию ПрП (1), и, выбираемые, исходя из условия обеспечения повышенных скоростей и минимальных угловых ошибок стабилизации.

Одновременно с началом стабилизации с повышенным расходом газа по командам из БУОС (26) и длительностям включения газовых двигателей _i на каждом периоде стабилизации из УВУ (22) БРД (27) определяет суммарную длительность включения всех газовых двигателей. При превышении суммарной, длительности включения газовых двигателей некоторой выбранной величины, соответствующей уменьшению газа в пневмосистеме ПрП (1), например, до половины полной начальной заправки по информации из БРД (27) и БУОС (26) УВУ (22) отключает стабилизацию ПрП (1) с повышенным расходом газа, определяет величины проекций возмущающего момента (разбаланса) и запоминает величину проекции возмущающего момента на ось, по которой ПрП (1) была развернута на программный угол, и суммарную длительность включения газовых реактивных двигателей в БРС (28). После этого УВУ (22) по команде из БУОС (26) обеспечивает разворот ПрП (1) в нулевое положение, измерение в этом положении величины проекций возмущающего момента, запоминание его проекций , относительно горизонтальных осей и суммарной длительности включения газовых реактивных двигателей в БРС (28) и включает стабилизацию ПрП (1) в нулевом положении.

После этого по команде БУОС (26) в БРС (28) рассчитываются величины проекций вектора смещения центра масс газа пневмосистемы относительно центра вращения ПрП (1) l_X, l_Y, l_Z в соответствии с выражениями

, , ,

где:

где:

, , – секундный расход газа для двигателей по каждому из каналов;

– момент времени завершения измерения , ;

– момент времени завершения измерения , ;

– момент времени завершения измерения ;

– момент времени завершения измерения ;

_ПР – величина программного угла разворота одной из горизонтальных осей.

По величинам l_X, l_Y, l_Z смещения центра масс газа пневмосистемы в БРС (28) или оператором определяются величины необходимого смещения Х, У, Z одной из емкостей пневмосистемы в соответствии с выражениями

; ; ,

где:

G_ПНС – вес газа во всей пневмосистеме ПрП (1);

G_ПЕМ – вес газа в перемещаемой емкости.

Величины l_X, l_У, l_Z, Х, У, Z из БРС (28) через УВУ (22) и радиомодемы (10) и (11) передаются оператору в НПК (12). Оператор с помощью механизмов перемещения по “X”, “Z”, “Y” фиг.4 перемещает одну из емкостей пневмосистемы (2) на величины Х, У, Z, обеспечивая тем самым совмещение центра масс газа пневмосистемы (2) с центром вращения ПрП (1).

Таким образом, предложенное изобретение позволяет:

– повысить точность и продолжительность отработки за счет исключения появления пропорционального продолжительности работы возмущающего момента путем совмещения центра масс газа в пневмосистеме с центром вращения имитатора КА;

– уменьшить трудоемкость и стоимость работ по компенсации возмущающего момента за счет перемещения не всех элементов пневмосистемы на расчетную величину (весьма трудоемкую и не точную), а одной из емкостей на точно измеренную величину смещения центра масс газа в пневмосистеме относительно центра вращения.

Источники информации

1. Ризос И., Арбес Дж., Рауль Дж. Стенд на газовом сферическом подшипнике для испытаний систем управления угловым положением ИСЗ. Управление в пространстве. T.2. M.: Наука, 1973. С.274-278.

2. Патент RU 2207309 С2 (ГНПРКЦ “ЦСКБ-ПРОГРЕСС”), 27.06.2003.

Формула изобретения

1. Способ отработки систем управления угловым движением космических аппаратов, включающий физическое моделирование углового движения КА (КА) относительно его центра масс имитатором КА, совмещение центра масс имитатора КА с центром его вращения, создание энергетических потоков для датчиков внешней информации отрабатываемой системы имитаторами этих потоков, управление угловым движением имитатора КА с помощью отрабатываемой системы управления, оценку характеристик указанной системы управления на наземном устройстве по телеметрической информации из системы измерения имитатора КА, вращение имитаторов энергетических потоков Земли и основания имитатора КА в плоскости горизонта с орбитальной угловой скоростью, управление угловым движением имитатора КА с помощью технологической системы управления имитатора КА до включения отрабатываемой системы управления, создание начальных параметров углового движения имитатора КА, выключение управления угловым движением этого имитатора с помощью технологической системы управления после задания начальных условий и включение управления угловым движением имитатора КА с помощью отрабатываемой системы управления, расчет угла отклонения имитатора КА от вертикали при условии включения экстренного торможения углового движения этого имитатора в процессе работы отрабатываемой системы управления и при превышении расчетным углом отклонения от вертикали допустимой величины угла прокачки, отключение управления угловым движением имитатора КА с помощью отрабатываемой системы управления, включение экстренного торможения углового движения имитатора КА с помощью технологической системы управления и возвращение имитатора КА в нулевое положение, отличающийся тем, что обеспечивают измерение возмущающего момента в нулевом положении имитатора КА, разворот этого имитатора относительно одной из его горизонтальных осей, измерение возмущающего момента в повернутом положении, стабилизацию имитатора в повернутом положении с повышенным расходом газа, измерение возмущающего момента после завершения стабилизации с повышенным расходом газа, разворот имитатора КА в нулевое положение и измерение возмущающего момента, определение и запоминание суммарной длительности включения газовых реактивных двигателей после каждого измерения возмущающего момента, расчет величины смещения центра масс газа в пневмосистеме относительно центра вращения имитатора КА и величины необходимого смещения одной из емкостей с газом для компенсации данного смещения, совмещение центра масс газа с центром вращения имитатора КА.

2. Устройство для отработки систем управления угловым движением космических аппаратов, содержащее динамический стенд, моделирующий угловое движение КА и выполненный в виде приборной платформы с пневмосистемой и газовыми реактивными двигателями, установленной на сферическом газовом подшипнике, устройство совмещения центра масс приборной платформы с центром ее вращения, выполненное в виде шагового двигателя, перемещающего балансировочные грузы по направляющим штангам, систему отсчета углового положения приборной платформы, систему связи и устройство приема телеметрической информации и визуального контроля, выполненных в виде наземного персонального компьютера, радиомодема приборной платформы и радиомодема наземного персонального компьютера, имитаторы энергетических потоков Солнца, звезды и Земли, управляющее вычислительное устройство и управляющее устройство отрабатываемой системы управления, в котором статор сферического воздушного подшипника и имитатор энергетических потоков Земли установлены на общей поворотной платформе, подвижной относительно вертикальной оси и снабженной датчиками угла и угловой скорости, приводом вращения, выполненным в виде электродвигателя с редуктором, блоком переключения, командным устройством и блоком управления указанным приводом вращения, причем данный блок управления выходом связан с входом электродвигателя, первым входом подключен к выходу командного устройства, вторым входом – к выходу указанного датчика угла и третьим входом – к выходу указанного датчика угловой скорости, при этом установленный на приборной платформе датчик угловой скорости выходом связан с первым входом управляющего вычислительного устройства, на второй вход которого подключен выход системы отсчета углового положения приборной платформы, первый выход управляющего вычислительного устройства подключен к входу шагового двигателя, второй и третий выходы присоединены к указанному блоку переключения, а четвертый выход связан с управляющим устройством отрабатываемой системы управления, выход которой связан с блоком переключения, выходом подключенным ко входам газовых реактивных двигателей, а пятый выход соединен с входом радиомодема приборной платформы, отличающееся тем, что один из шар-баллонов пневмосистемы установлен подвижно относительно приборной платформы, при этом введен блок управления при оценке смещения центра масс газа, первым входом связанный с шестым выходом управляющего вычислительного устройства, а первым выходом – с третьим входом вычислительного устройства, блок определения длительности включения газовых реактивных двигателей, первым входом связанный с седьмым выходом управляющего вычислительного устройства, а вторым входом – со вторым выходом блока управления при оценке смещения, блок расчета смещения, выходом связанный с четвертым входом управляющего вычислительного устройства, первым входом – с третьим выходом блока управления при оценке смещения, а вторым входом – с выходом блока расчета длительности включения газовых реактивных двигателей.

РИСУНКИ