CC BY
25Рис. 3. Расчетная модель ступени редуктора
Редуктор состоит из нескольких ступеней цилиндрической передачи, содержащих нелинейность типа люфт, и выходного вала. В работе представлена расчетная модель одной ступени редуктора (см. рис. 3).
Для перехода к более точной модели ЭММ задача сводится к построению математических моделей всех
ступеней редуктора, датчика угла и зубчатой волновой передачи, что будет рассматриваться в дальнейших исследованиях.
© Курбатов Е. М., Пенкина Т. Ю., 2013
УДК 62-523.2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ НА ВОЗМУЩАЮЩИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Е. М. Курбатов, И. В. Чугунов
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52. E-mail: [email protected]
Уменьшение габаритных характеристик современных космических аппаратов влечет за собой уменьшение момента инерции корпуса космического аппарата. При этом увеличивается площадь панелей солнечных батарей с одновременным увеличением их момента инерции. За счет уменьшения массы панелей солнечных батарей увеличивается их «податливость», т. е. уменьшается их жесткость. В связи с тем что требования к точности ориентации аппаратов повышаются, а собственные частоты существенно понижаются, появилась задача минимизации возмущающих воздействий от вращения солнечных батарей.
Ключевые слова: возмущающие воздействия, панели солнечных батарей, момент инерции, жесткость.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF ELECTROMECHANICAL DEVICES TO THE DISTURBING INFLUENCES
E. M. Kourbatov, I. V. Chugunov
JSC "Academician M. F. Reshetnev "Information Satellite Systems" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russia. E-mail: chugunoff. [email protected]
Decreasing of modern satellite overall characteristics entails decreasing the satellites body inertia moment. Under the circumstances the area of the solar panels and their inertia moment increase simultaneously. Due to the decreasing the solar panels weight their "compliance", i. e. their stiffness, increases. There is a requirement to increase the accu-
Решетневскуе чтения. 2013
racy of the apparatus orientation, natural frequencies substantially decrease, the problem of minimizing the distributing influences of the solar panels rotation occurs.
Keyword: disturbing influences, the solar panels, moment of inertia, stiffness.
На космических аппаратах для платформ ЭКС-ПРЕСС-1000, ЭКСПРЕСС-2000 принято управление вращением солнечных батарей с использованием трех фиксированных скоростей:
1. Основной режим работы - режим работы с орбитальной скоростью.
2. Вспомогательный режим работы - режим с удвоенной орбитальной скоростью.
3. Режим вращения с поисковой скоростью.
Для блоков механических приводов батарей солнечных (далее - БМ ПБС) была проведена экспериментальная проверка влияния передаточного отношения и типа зубчатого зацепления шестерен редуктора механизма на качество вращения.
Испытания проводились в ОАО «ИСС им. академика М. Ф. Решетнева» и «НПО им. С. А. Лавочкина». Измерения механических воздействий сил и моментов на БМ ПБС были произведены на высокоточном силоизмерительном стенде, который предназначен для определения амплитудно-частотных характеристик сил и моментов, генерируемых при работе электромеханических приводов
Исследовалось три БМ ПБС:
1. Два БМ ПБС (БМ1 ПБС, БМ2 ПБС) были однотипны и имели в составе редукторы, состоящие из блоков зубчатых колес. Передаточное отношение равно 516. Внешний вид приведен на рис. 1.
Рис. 1. Внешний вид БМ ПБС
Отличие БМ1 ПБС от БМ2 ПБС заключается в конструктивном исполнении редуктора. БМ1 ПБС имеет редуктор с прямозубыми передачами с одной люфтовыбирающей ступенью. БМ2 ПБС имеет редуктор с косозубыми передачами с двумя люфтовыби-рающими ступенями.
2. Второй тип БМ ПБС (БМ3 ПБС) имел в составе редуктор с передаточным отношением i = 2023. Внешний вид приведен на рис. 2.
Рис. 2. Внешний вид БМ3 ПБС
В качестве двигателя во всех трех БМ ПБС применен однотипный синхронный электродвигатель с электромагнитной редукцией. Меняя с помощью генератора, частотомера и пульта скорость движения выходного вала, провели испытания с моментами инерции 20 кг м2, 200 кг м2.
Проведен сравнительный анализ уровня возмущающих моментов, создаваемых приводами при одинаковом моменте инерции и одинаковой частоте управления. Результаты приведены в таблице.
Из таблицы видно:
а) при моменте инерции 200 кгм2 БМ3 ПБС показал наименьший уровень возмущающих моментов в диапазоне от 0 до 2 Гц при частотах управления 0,3, 0,6 и 10 Гц;
б) при моменте инерции 20 кгм2 БМ3 ПБС показал наименьший уровень возмущающих моментов в диапазоне частот от 0 до 2 Гц при частотах управления 0,3 и 10 Гц.
Максимальная амплитуда возмущающего момента в диапазоне частот от 0 до 2 Гц и ее частота, Нм (Гц)
Момент инерции, кг-м2 Частота управления 0,3 Гц Частота управления 0,6 Гц Частота управления 10 Гц
Максимальная амплитуда возмущающего момента в диапазоне частот от 0 до 2 Гц и ее частота, Нм (Гц)
БМ1 ПБС БМ2 ПБС БМ3 ПБС БМ1 ПБС БМ2 ПБС БМ3 ПБС БМ1 ПБС БМ2 ПБС БМ3 ПБС
20 0,088 0,057 0,01 2,81410-3 1,999 10-3 4,294-Ю-4 4,242-10-2 — 1,351 10-3
200 0,047 0,046 0,009 3,805 10-3 4,693 10-3 3,303 10-3 9,14410-2 0,1028 8,6710-3
Анализ полученных данных показал, что примене- при всех прочих условиях увеличение передаточного ние косозубых передач при том же передаточном от- отношения сводится к значительному уменьшению. ношении уменьшают возмущающие воздействия, но
© Курбатов Е.М., Чугунов И.В., 2013
УДК 621.39
ОДНОЧАСТОТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИОНОСФЕРЫ
А. С. Курносов, Ю. Л. Фатеев
Сибирский федеральный университет Россия, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79. E-mail: [email protected]
Анализируются стандартные методы определения задержки сигнала в ионосфере. Данные методы имеют невысокую точность. Поэтому был создан одночастотный алгоритм измерения зенитной задержки с применением метода наименьших квадратов, который позволяет повысить точность определения задержки сигнала по сравнению со стандартными алгоритмами.
Ключевые слова: двухчастотный метод, ионосфера, ГНСС, фазовая неоднозначность, вертикальная ионосферная задержка.
THE SINGLE-FREQUENCY METHOD OF IONOSPHERIC PARAMETRS DEFINITION
A. S. Kurnosov, Iu. L. Fateev
Siberian Federal University 79, Svobodnyi prosp., Krasnoiarsk, 660041, Russia. E-mail: [email protected]
The paper describes finding the vertical ionospheric delay and analyzes the standard methods of determining the signal delay in the ionosphere. These methods are not highly accurate. Therefore, a single-frequency measurement algorithm zenith delay using the method of least squares was created. This algorithm can improve the definition of the delay signal.
Keywords: Dual-frequency method, ionosphere, GNSS, phase ambiguity, signal delay.
На сегодняшний день стандартные методы определения задержки сигнала в ионосфере имеют ограниченную точность, связано это с задержками в каналах навигационной аппаратуры на частотах Ь1 и Ь2. В частности, точность двухчастотного метода ограничена аппаратурной погрешностью. Для повышения точности необходимо использовать фазовые методы, но там существует проблема разрешения фазовой неоднозначности.
Одночастотный способ определения параметров ионосферы
Ионосферная задержка, полученная по кодовым и фазовым измерениям псевдодальности равна по величине и противоположна по знаку, следовательно, наклонную задержку можно записать в виде
1н =:
R - L
2
(1)
где Я и Ь - кодовая и фазовая псевдодальность соответственно.
Кодовая псевдодальность имеет систематическую погрешность, а фазовая содержит неоднозначность, поэтому прямые измерения задержки сигнала в ионосфере по разности кодовой и фазовой псевдодальности невозможны.
Однако систематические погрешности при измерении можно считать постоянными, поэтому в приращениях разности кодовой и фазовой псевдодальностей систематическая погрешность отсутствует.
Запишем уравнение (1) с учетом того, что кодовая и фазовая псевдодальности являются приращениями соответствующих измерений:
AI„ =
AR -AL 2 ;
(2)
где ДЯ = Я^ + 1) - Я(1) - приращение псевдодальности, измеренной по дальномерному коду НКА; ДЬ = Ь(/ + 1) - Ь(/) - приращение псевдодальности, измеренной по фазе несущей частоты НКА; i - интервал секунд.
Приращение наклонной ионосферной задержки обусловлено изменением фактора наклона и вертикальной (зенитной) ионосферной задержки:
AIs =AOF (у)-1 v + OF (y)-AIv
(3)
где ДО^(у) - приращение наклонного фактора; 1в -вертикальная задержка и Д1в - приращение вертикальной задержки; у - угол места; i - интервал секунд. Предполагаем вертикальную задержку неизменной:
