Определение основных расчетных соотношений при анализе воздействия «Поле-провод» Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Решетневскце чтения

А. V. Gordeyev

JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

А. S. Sidorov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

MODELLING OF DYNAMIC PROCESSES IN SWITCHING SHUNT REGULATOR

The results of P-Spice simulation of dynamic processes in switching shunt regulator with more accurate solar array model are presented.

© Гордеев А. В., Сидоров А. С., 2012

УДК 621.396.6(075)

А. Н. Дементьев, Ю. В. Маслов Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (ЦНИИмаш), Россия, Королев

В. А. Глускин

Комплексные электромагнитные системы, Россия, Москва

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ СООТНОШЕНИЙ ПРИ АНАЛИЗЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ «ПОЛЕ-ПРОВОД»

Электромагнитные поля проникают в космический аппарат через диэлектрические апертуры в его обшивке и наводят токи в непосредственно прилегающих проводах. Апертуры включают обтекатели, лючки доступа. Количество проникающей электромагнитной энергии зависит от размера и размещения облучаемого провода. Для вычисления токов, наводимых в нагрузках проводов, планируется использовать модель линии передачи.

При определении тока, наводимого в линии, воспользуемся подходом, предложенным в работе [1]. Линия передачи, облучаемая электромагнитным полем показана на рисунке.

Провода линии -передачи

Апертура; А1 (облучаемая поверхность линии)

Падающее поле

Отраженные нагрузки линии

Линия передачи, облучаемая электромагнитным полем

В соответствии с законом Фарадея ЭДС электромагнитной индукции находится следующим образом:

д

dt-

E = -— J ВШ

где А1 - площадь облучаемой поверхности линии; В - вектор магнитной индукции; € - единичный вектор нормали к площадке йй.

Определение напряжения на проводах на данном расстоянии ъ определяется по выражению

rb

V(z) = -J Ex (x, z)dx.

И приводит к следующим уравнениям в частных производных для линии передачи с включенными источниками напряжения и тока:

^^ + II (z) = ;ю ГЪ ВУ (х, 2)ЙХ,

Qz 3° '

+ У¥(z) = ГЪ ЕХ (х, z)йХ, дz 1о

где зависимость от времени предполагается синусоидальной; Е1 и В1 - падающие поля; У и I - комплексные полные проводимость и сопротивление линии передачи соответственно.

Если падающим полем облучается не вся линия передачи, то на рисунке и в уравнениях величины 1о и заменяются выражениями для эквивалентного импеданса необлучаемой линии передачи и физических нагрузок.

Для электрически короткой линии передачи, где [у(12 ^ I)] << 1, уравнения для токов, генерируемых в линии передачи падающим электромагнитным полем, принимают асимптотическую форму.

Для линии передачи, которая не является электрически короткой, выражение для тока более сложное.

Системы управления, космическая навигация и связь

Однако если потерями в линии пренебречь, т. е. по-2л

ложить у = где k = — .

1

Ток в проводе, облучаемом апертурой, определяется по формуле:

I = E•IL•10SE/20.

При проведении расчетов рассматривается также эффективность экранирования проводов и корпуса изделия космической техники, проводится расчет импеданса портов, длин отрезка провода и всего провода, расстояний от центра масс корпуса до середины отрезка провода, токов в подсоединенном к проводу рецепторе, наводимых за счет эмиссии корпусов.

Однако удобных для практического использования выражений для оценки эффективности экранирования

корпуса изделия космической техники в известной литературе найти не удалось. Если задается только поле внутри объекта, то напряженность поля снаружи объекта по умолчанию считается на 40 дБ больше.

Таким образом, электромагнитные поля, проникающие в космический аппарат через диэлектрические апертуры в его обшивке, и наводят токи в непосредственно прилегающих проводах. Их можно и нужно учитывать при расчетах по обеспечению ЭМС РЭС.

Библиографическая ссылка

1. Intrasystem Electromagnetic Compatibility Analysis Program / J. L. Bogdanor et al. Vol. 1. McDonnell Aircraft Company. December 1974.

A. N. Dementyev, Yu. V. Maslov Central Research Institute of Machine Building (TsNIImash), Russia, Korolev

V. A. Gluskin Complex electromagnetic systems, Russia, Moscow

DETERMINATION OF THE MAIN SETTLEMENT OF RELATIONS TO ANALYZE THE IMPACT THE «FIELD-TO-WIRE»

Electromagnetic fields penetrate the spacecraft through dielectric aperture in its casing and induce currents in the immediately adjacent wires. Apertures include fairings, access hatches. Number of penetrating electromagnetic energy depends on the size and location of the exposed wires. To calculate the currents induced in the loads of wires, plan to use the transmission line model.

© Дементьев А. Н., Маслов Ю. В., Глускин В. А., 2012

УДК 629.78

С. А. Елубаев, Н. К. Джамалов, К. А. Алипбаев, А. С. Сухенко, Т. М. Бопеев ОАО «Национальный центр космических исследований и технологий», Казахстан, Алматы

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

В настоящее время имитационное моделирование в области проектирования космических систем является популярным средством для решения задач тестирования, проверки функциональности и отработки основных режимов работы систем управления космического аппарата. В частности, в Республике Казахстан силами отечественных специалистов проведены работы по разработке имитационных моделей систем управления КА, что позволит создать собственную научно-техническую базу для разработки систем управления движением и навигации с учетом последних достижений науки и техники.

Целью данной работы является изучение вопросов функционирования системы управления движением КА под воздействием внешних возмущающих факторов космической среды и управляющих сил и моментов с помощью имитационного моделирования. Для моделирования основных систем управления космического аппарата на данный момент существует большое количество специального программного обеспечения, которое не позволяет вносить изменения в код в соответствии с собственными требованиями. Следовательно, разработка собственных имитацион-

ных моделей систем управления КА позволит создать программно-математический аппарат для исследования и моделирования систем управления КА различного назначения.

Разработаны имитационные модели внешних возмущений, влияющих на движение КА как центра масс, так и относительно центра масс: модель гравитационных сил и моментов Земли, Луны и Солнца, модель аэродинамических сил и моментов, модель сил и моментов солнечного давления. Для изучения вопросов управляемого движения КА относительно