- Tytuł:
-
Wave-based attitude control of spacecraft with fuel sloshing dynamics
Sterowanie położeniem statku kosmicznego oparte na podejściu falowym z uwzględnieniem dynamiki przelewającego się płynu - Autorzy:
-
Thompson, J. W.
O'Connor, W. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/140229.pdf
- Data publikacji:
- 2016
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
spacecraft dynamics
attitude control
flexible systems
sloshing
mechanical waves
dynamika statku kosmicznego
sterowanie położeniem
systemy elastyczne
przelewanie się
fale mechaniczne - Opis:
-
Wave-Based Control has been previously applied successfully to simple underactuated flexible mechanical systems. Spacecraft and rockets with structural flexibility and sloshing are examples of such systems but have added difficulties due to nonuniform structure, external disturbing forces and non-ideal actuators and sensors. The aim of this paper is to extend the application of WBC to spacecraft systems, to compare the performance of WBC to other popular controllers and to carry out experimental validation of the designed control laws. A mathematical model is developed for an upper stage accelerating rocket moving in a single plane. Fuel sloshing is represented by an equivalent mechanical pendulum model. A wave-based controller is designed for the upper stage AVUM of the European launcher Vega. In numerical simulations the controller successfully suppresses the sloshing motion. A major advantage of the strategy is that no measurement of the pendulum states (sloshing motion) is required.
Sterowanie oparte na podejściu falowym było w przeszłości stosowane z powodzeniem do prostych, elastycznych systemów mechanicznych, w których liczba sygnałów sterujących jest mniejsza od liczby stopni swobody. Rakiety i statki kosmiczne, strukturalnie elastyczne, w których występuje zjawisko przelewania się płynu, są przykładami takich systemów, lecz nastręczają dodatkowe trudności z powodu niejednorodnej struktury, zewnętrznych sił zakłócających i nieidealnych elementów wykonawczych i czujników. Celem pracy jest zastosowanie sterowania opartego na podejściu falowym (WBC) do systemów statków kosmicznych, porównanie efektów strategii WBC z działaniem innych popularnych regulatorów i eksperymentalne potwierdzenie poprawności opracowanych praw sterowania. Opracowano model matematyczny dla górnego stopnia rakiety przyspieszającej poruszającej się w pojedynczej płaszczyźnie. Przelewanie się płynu jest reprezentowane przez równoważny model wahadła mechanicznego. Układ sterujący typu WBC został zaprojektowany dla górnego stopnia AVUM europejskiej rakiety nośnej Vega. Symulacja numeryczna wykazała, że układ sterowania z powodzeniem tłumi ruchy wywołane przelewaniem się płynu. Zaletą tej strategii jest, że nie są wymagane żadne pomiary stanów wahadła (ruchów przelewającego się płynu). - Źródło:
-
Archive of Mechanical Engineering; 2016, LXIII, 2; 263-275
0004-0738 - Pojawia się w:
- Archive of Mechanical Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł