CC BY
12Системы управления, космическая навигация и связь
С. Реми, Д. Прево, Д. Рейльер Французский концерн Saft, управление по космическим исследованиям и безопасности, Франция, Пуатье
Ф. Вигьер
Французский концерн Saft, управление по разработке литиевых батарей, Франция, Пуатье ЛИТИЕВО-ИОННЫЕ БАТАРЕИ VES16 ДЛЯ СПУТНИКОВ
Рассматриваются электрические, тепловые и механические параметры литиево-ионных батарей, зафиксированные в период программы испытаний. Подробно представлены данные по ожидаемому сроку эксплуатации, а также основные рабочие характеристики литиево-ионных батарей VES16, полученные в период испытаний во время проведения циклической миссии LEO. Результаты, полученные во время проведения испытаний миссии GEO, подтвердили пригодность батарей для использования на космических кораблях на геосинхронной околоземной орбите.
© Remy S., Prevot D., Reulier D., Vigier F., 2012
УДК 621.311.69
Р. В. Балакирев, М. Н. Волочаев
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ИМИТАТОР ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Разработан и исследован имитатор резистивного датчика температуры аккумуляторной батареи, предназначенный для тестирования бортовой системы контроля.
При автономных и комплексных испытаниях систем электроснабжения космического аппарата, накопителем электроэнергии в которых является аккумуляторная батарея (АБ), используется имитатор АБ. В его состав, помимо силовых каналов, имитирующих зарядные и разрядные характеристики реальной аккумуляторной батареи для тестирования бортовой системы контроля АБ, входит устройство, имитирующее резистивные датчики температуры, встроенные в корпус АБ космического аппарата. Особенностью датчиков температуры является их относительно низкое сопротивление, которое изменяется в диапазоне от 100 до 120 Ом.
Известны цифровые потенциометры, выпускаемые, например, фирмой Analog Devices, в которых минимальное значение сопротивления составляет 1 кОм, что не позволяет их использовать в устройстве имитации.
С целью обеспечения требуемого диапазона и точности регулирования сопротивления имитатора датчика температуры авторами разработано устройство (см. рисунок), принцип работы которого заключается в следующем: требуемое значение сопротивления с компьютера подается на микроконтроллер, где это значение преобразуется в код, который по трехпроводной шине данных поступает на последовательные регистры, количество которых определяется требуемой дискретностью регулирования сопротивления.
Выходы регистра управляют 8-ю ключами, входящими в состав резистивной матрицы таким образом, что сопротивление меняется в диапазоне от некоторого Я0 до Я1 с шагом АЯ/(2" - 1) Ом, где АЯ - диапазон регулирования сопротивления, п - разрядность регистра. В качестве ключей используются электромеханические реле.
Структурная схема имитатора резистивного датчика температуры
Решетневскце чтения
Резистивная матрица подключается к измерителю, который представляет собой стабилизатор тока и цифровой милливольтметр. Поскольку реле переключаются не мгновенно, то при переключении более одного реле в выходном напряжении возможно появление уровней напряжения, отличных от начального и конечного значений, которые могут интерпретиро-
ваться как неверные или недопустимые значения сопротивления. Переключение контактов реле сопровождается дребезгом, что также негативно сказывается на процессе измерения. Для устранения этих негативных явлений параллельно резисторам в схему включается сглаживающий фильтр, и выходное напряжение изменяется по экспоненциальному закону.
R. V. Balakirev, M. N. Volochaev Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
TEMPERATURE SENSOR SIMULATOR FOR TESTING CONTROL SYSTEMS OF SPACECRAFT ACCUMULATOR BATTERY
Resistive temperature sensor simulator of accumulator battery is developed and investigated. This appliance is designed for testing onboard control system.
© Балакирев Р. В., Волочаев М. Н., 2012
УДК 62-83
Н. Н. Балковой, Ю. Е. Муравяткин, В. П. Лянзбург ОАО «Научно-производственный центр «Полюс», Томск
УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИМ МОМЕНТОМ ДВИГАТЕЛЯ-МАХОВИКА
Предложен способ управления динамическим моментом двигателя-маховика, который позволяет исключить влияние момента сопротивления на выходные характеристики прибора. Способ разработан на основе принципа фазовой синхронизации. Применена эталонная цифровая модель двигателя-маховика в качестве источника задающей фазы и частоты, а также дополнительный контур, выполняющий функцию начальной синхронизации параметров модели с реальными выходными координатами двигателя.
Двигатель-маховик (ДМ) в составе системы ориентации и стабилизации космического аппарата создает управляющий (динамический) момент, пропорциональный входному коду управления. В соответствии с формулой Mд = J ■ е, где Mд - динамический момент; J - момент инерции ротора; е - угловое ускорение ротора, управление динамическим моментом сводится к управлению ускорением е.
В качестве ДМ получили распространение бесконтактные двигатели постоянного тока. Управление ускорением маховика осуществляется путем регулирования фазных токов двигателя и, следовательно, его электромагнитного момента. Из-за отсутствия обратной связи по ускорению ротора эти устройства имеют большую погрешность, обусловленную моментом сопротивления и нелинейностью моментной характеристики двигателя.
С целью минимизации этой погрешности предложен способ управления динамическим моментом ДМ на основе применения электропривода с фазовой синхронизацией и переносом частоты [1] в сочетании с эталонной цифровой моделью (ЭЦМ) ДМ [2] и контуром синхронизации ее начальных значений частоты и фазы с текущими координатами двигателя. Такой способ позволяет получить необходимые параметры крутизны моментно-регулировочной характеристики
ДМ в требуемом диапазоне частот вращения, так как отработка сигнала управления идет в соответствии с сигналами ЭЦМ и любое отклонение от этих сигналов автоматически компенсируется. При этом благодаря контуру синхронизации устраняются недопустимые рывки динамического момента во время включения питания при частоте вращения ротора ДМ, отличной от нулевой, и при переключении во время эксплуатации прибора с основного канала управления на резервный. Применение ЭЦМ ДМ, содержащей в своем составе два интегратора, повышает порядок астатизма системы управления динамическим моментом до второго, что позволяет существенно увеличить ее точность.
Проведены испытания устройства управления динамическим моментом ДМ, которые показали принципиальную практическую возможность создания устройства управления динамическим моментом, основанного на предложенном способе, с малой (менее 0,3 %) погрешностью крутизны моментно-регулиро-вочной характеристики в требуемом диапазоне частот вращения маховика и удовлетворительными показателями динамики системы (время переходного процесса составило менее 15 мс, перерегулирование менее - 3 %) во всем диапазоне управляющих моментов.
