Анализ точности автономных СУС

Рассмотрим принципиальную особенность построения систем управления спуском КА “Союз”, “Союз Т”, “Союз ТМ”, “Союз ТМА”. Чувствительными элементами всех этих систем являлись и являются жёстко связанные с корпусом СА акселерометры (блок акселерометров на “Союз ТМА”, на остальных – один акселерометр по продольной оси). Корпус СА при спуске ориентирован определённым образом по отношению к вектору скорости, который направлен по касательной к траектории. Следовательно, СУС получает информацию о протяжённости траектории управляемого спуска, а не о продольной дальности спуска. В процессе управления спуском в зависимости от реализовавшихся возмущений СУС путём изменения угла крена изменяет протяжённость траектории, которая, как было отмечено, является измеряемым параметром (рис. 2.3).

Трасса спуска

при действии возмущений Точка раскрытия парашюта

Номинальная

трасса спуска

Точка входа в

плотные слои атмосферы

Рис. 2.3. К анализу вариаций протяжённости траекторий спуска.

В настоящей работе применён следующий подход к оценке предельно достижимой точности работы рассматриваемых СУС. Точность регулирования некоторого выходного параметра динамической системы определяется точностью измерения этого параметра. Если в процессе управления спуском изменяется протяжённость траектории относительно номинальной, то СУС не может обеспечить точность управления выше величины возможной вариации протяжённости траектории.

Для оценки величины этих вариаций были проведены статистические расчёты траекторий управляемого спуска “Союз ТМА” с учётом возмущений только на атмосферном участке спуска (оценивалась вариация протяжённости атмосферного участка спуска). По результатам расчётов построены зависимости (рис.2.4)

DL_тр = f (DL_прод );

где DL_тр - вариация протяжённости атмосферного участка траектории (от входа в плотные слои атмосферы до раскратия парашюта);

DL_прод - промах в продольном направлении (относительно трассы управляемого спуска).

Видно, что у траекторий с нулевым продольным промахом (что и должна обеспечивать СУС) отклонение протяжённости траектории от номинального значения достигает ~ 10 км. Следовательно, СУС с такой же точностью определяет значение управляемого параметра и не может обеспечить большей точности управления.

Следует отметить, что траектории с нулевым продольным промахом имеют 2 математических ожидания протяжённости траектории (во всех разнообразных промоделированных случаях), что обусловлено использованием дискретной СУС.

Таким образом, СУС КА “Союз ТМА” по своим возможностям управления продольной дальностью спуска относительно опорной траектории практически достигла предела для систем с закреплёнными на корпусе СА акселерометрами и перспектив совершенствования в данном направлении не имеет.

Учитывая приведенные выше рассуждения о проблемах реализации точного управления спуском, следует сделать вывод о необходимости рассмотрения в качестве перспективных только терминальных алгоритмов наведения (по крайней мере, на конечном участке), которые независимо от особенностей наземного комплекса управления и вариаций протяжённости траектории могут обеспечить приведение КА в заданную точку.

Рис. 2.4. Зависимость вариации длины траектории управляемого спуска КА “Союз ТМА ” от продольного промаха.

Поиск по сайту: