Bei der Ermittlung der Nenndrehzahl des Reaktionsrades

Im Rahmen eines Projekts entwerfe ich ein Reaktionsradsystem für einen Nanosatelliten. Ich recherchiere jetzt, wie ich die Nenndrehzahl des Reaktionsrades ermitteln kann. Ich habe die Totzone meines Motors mit angeschlossenem Schwungrad charakterisiert und festgestellt, dass es optimal wäre, die Nenndrehzahl nicht auf Null zu haben, um die durch den Nulldurchgang verursachten Probleme zu vermeiden. Ich habe versucht, nach einigen Forschungsarbeiten zur Bestimmung der Nenngeschwindigkeit zu suchen, und ich konnte nichts Nützliches finden.

Hier sind meine Gedanken, wie die Nenndrehzahl gewählt werden sollte:

Mein Motor hat einen Drehzahlbereich von 100-4800 U / min, wenn Sie den Totzonenbereich berücksichtigen. Ich denke, es sollte ausreichen, die Nenndrehzahl einzustellen, um die Drehzahl in der Mitte einzustellen ((4800-100)/2 + 100 = 2450 U / min). Da dies die Erzeugung des gleichen Drehmoments in beiden Richtungen ermöglichen würde, wäre eine Entsättigung in beiden Richtungen gleich häufig erforderlich. Doch obwohl diese Logik richtig klingt, klingt die Begründung zu schwach.

Gibt es andere Methoden, um die Nenndrehzahl des Reaktionsrads zu bestimmen?

Vielen Dank!

Dies hängt stark von der Mission ab. Was versuchst du hier zu erreichen?
@Schlusstein Ich versuche mit meinem Satelliten einen Sonnennachführungsmodus zu erreichen.
Wie viel Präzision brauchen Sie? Ist dies nur, um Ihre Solarmodule ausgerichtet zu halten?
Etwa 15-20 Grad maximaler Fehler
Brauchst du überhaupt Reaktionsräder? Magnetorquers allein könnten ausreichen, insbesondere wenn Sie über genügend Solarzellenabdeckung verfügen, um sie und Ihren Controller unabhängig von der Ausrichtung mit Strom zu versorgen. Ich muss noch einmal fragen, was ist die Mission von CubeSat? Wird es nur ein Funkrelais sein? Wird es ein wissenschaftliches Instrument tragen, das ausgerichtet werden muss?
Dies ist keine vollständige Antwort, aber je höher Sie Ihre Nenngeschwindigkeit einstellen, desto mehr Leistung verbrennen Sie im Durchschnitt. Wenn Ihr Nanosatellit ein knappes Budget hat, kann es sich lohnen, die Nenngeschwindigkeit relativ niedrig einzustellen, aber immer noch außerhalb der Totzone. Während des Übergangs durch Nullgeschwindigkeit müssen Sie bei einigen gelegentlichen Manövern mit einem kleinen Zittern fertig werden, aber der Tausch könnte sich lohnen.

Antworten (1)

Da Sie nur 15-20 Grad Genauigkeit benötigen, brauchen Sie für Ihre Reaktionsräder keinen nominellen Nullpunkt einzustellen. Sie müssen die Pulsweitenmodulation verwenden, selbst wenn der Motor spannungsgesteuert ist und die Bewegung möglicherweise etwas zittrig ist, aber wenn Sie einen halbwegs anständigen Steueralgorithmus haben und nur minimalen Aufwand in die Charakterisierung der Reaktion der Motoren bei niedriger Geschwindigkeit stecken, sollte dies der Fall sein gut sein.

Es sei denn natürlich, Sie haben andere Missionsanforderungen, die ein reibungsloses, präzises Zeigen erfordern.

Mein Motor ist PWM-gesteuert mit digitaler Drehzahlrückmeldung. Ich benötige eine Nenndrehzahl ungleich Null, da es sonst aufgrund der Totzone zu einer Verzögerung bei der Betätigung kommt.
Ich habe die maximale Beschleunigung mit etwa 900 U / min gemessen. Das heißt, wenn ich es auf die Mitte des Drehzahlbereichs stelle, kann ich das maximale Drehmoment in beide Richtungen erreichen. Und für beide Drehmomentrichtungen wäre eine gleiche Entsättigung erforderlich
Wie viel Verzögerung? Ist das ein Problem für Ihre Mission?
Bei der Ermittlung der Nenndrehzahl des Reaktionsrades
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