Wie bestimmt man die optimale Drehmomentabgabe für ein Satelliten-Lageregelungssystem? [geschlossen]

Ich muss das Drehmoment bestimmen, das von den RCS-Triebwerken für ein Schwenkmanöver eines 3-Achsen-stabilisierten Raumfahrzeugs (z. B. 50 x 50 x 60 cm und 50 kg) bereitgestellt werden sollte. Zu viel Drehmoment kann unerwünschte strukturelle Vibrationen verursachen und zu wenig führt zu einer sehr hohen Triebwerksaktivität. Gibt es eine Methode oder einen systematischen/analytischen Ansatz, um die vom Reaktionssteuerungs-Teilsystem erforderliche Drehmomentabgabe zu bestimmen?

Bitte klären Sie, worauf Sie hinauswollen. Der Trägheitstensor ist durch die Massenverteilung gegeben, die Anstiegsgeschwindigkeiten sind missionsgesteuert. Das Drehmoment ist einfach dasjenige, das erforderlich ist, um Missionsmanöver zu erreichen und externen und internen Kräften entgegenzuwirken.
Sorry für die Verwirrung. Ich muss das Drehmoment bestimmen, das für ein Schwenkmanöver erforderlich ist. Zu viel Drehmoment kann unerwünschte strukturelle Vibrationen verursachen und zu wenig führt zu einer sehr hohen Triebwerksaktivität.
Bitte bearbeiten Sie die Bedingungen in der Frage. Es wird etwas unhandlich, sobald man auf die starre Näherung verzichtet, das gesamte Frequenzgangspektrum berücksichtigen muss und „sehr hohe Thruster-Aktivität“ ein ungenauer Begriff ist. Der übliche Weg, dies zu tun, besteht darin, eine objektive Funktion zu maximieren, Einschränkungen zu respektieren und ein Strukturmodell zu haben, um Zahlen auszuspucken.

Antworten (1)

Wenn Sie fragen, wie Sie die Drehmomentabgabe eines bestimmten Systems mit Reaktionsrad und/oder Triebwerken bestimmen können, müssen Sie mit den Spezifikationen dieser Geräte beginnen. Reaktionsräder erzeugen Drehmoment nur entlang ihrer spezifischen Rotationsachse, ansonsten können Sie einfach nachschlagen, was die Nenn- und maximalen Drehmomente für dieses Rad sind. Triebwerke erzeugen ein Drehmoment basierend auf ihrem Versatzabstand weg vom Fahrzeugmassenmittelpunkt. Um das Drehmoment zu berechnen, müssen Sie den Nennschub für dieses Triebwerk nachschlagen und dann das Kreuzprodukt des Schubvektors und des Positionsvektors vom Massenmittelpunkt zur Triebwerksposition verwenden. Sie können dann alle Drehmomente von jedem Gerät kombinieren, um das nächste Drehmoment in allen drei Richtungen zu bestimmen.

Wenn Sie andererseits fragen, wie Sie bestimmen können, wie viel Drehmoment Sie benötigen , müssen Sie dem Kommentar von Deer Hunter folgen und Ihr Problem genauer aufschlüsseln, damit Sie bestimmen können, welche Bewegungen erforderlich sind, und diese dann in Drehmoment umwandeln Anforderungen basierend auf der Winkelbeschleunigung. Sie könnten beispielsweise davon ausgehen, dass Sie mit einem Bang-Bang-Manöver von einer Ausrichtung in eine andere schwenken (wenden Sie ein konstantes Drehmoment an, um sich zu bewegen, tun Sie dann nichts, während Sie sich bewegen, und wenden Sie dann ein konstantes Drehmoment an, um die Bewegung anzuhalten). Dann können Sie definieren, wie schnell Sie beschleunigen/verzögern möchten und bestimmen, wie viel Drehmoment erforderlich ist.

Es gibt eine weitere mögliche Option, wohin diese Frage führen könnte: das Schreiben von Spezifikationen für Prototypgeräte. Sie projizieren ein Reaktionsrad und möchten bestimmen, welches Drehmoment es erzeugt.