[Оглавление]

Информационные технологии в расчетах динамики твердого тела. П.з. №8.
Программный код системы ориентации космического аппарата

Цель лабораторной работы – познакомиться с системой ориентации КА. Выполнить эксперименты с целью проверки адекватности соответствующей математической модели. Приобрести навык настройки параметров системы ориентации КА. Практическое занятие проводиться в компьютерном классе, в течение двух академических часов. Студенты работают самостоятельно по методическим указаниям. Преподаватель помогает и отвечает на вопросы.

Включение системы ориентации

1.  Сделать копию файла (VV – вариант)
      VV_05.htm
    определить новое имя в соответствии с маской
      VV_06.htm

2.  Удалить код программного управления движением КА, созданный в ходе
    выполнения предыдущей практической работы.

3.  Удалить код модели поступательного движения космического аппарата
    и соответствующей системы управления
      spacecraft.motionControl

4.  В веб-странице
      http://model.exponenta.ru/k2/Jigrein/md_135.htm
    функция drawScene рисует КА и 8 двигателей ориентации
    Скопировать в свой документ именно ту часть функции,
    которая рисует КА и двигатели (заместить имеющийся КА).

5.  В веб-странице
      http://model.exponenta.ru/k2/Jigrein/md_142.htm
    В функции initBuffers определены массивы вершин и цветов
    для отрисовки пятиконечной звезды
      vertex.position.starBuffer
      vertex.color.starBuffer
    В функции класса drawScene есть код для отрисовки 60 звезд. В области
    определения статических переменных класса, определён массив для 60-ти
    аффинных матриц. Написан цикл для заполнения матриц коэффициентами.
    Скопировать в свой документ соответствующие фрагменты кода.

6.  Добавить глобальную переменную. Тип данных – кватернион
      var gQ = quat.create();       // Задание для ориентации КА

7.  В функции handleKeyDown написать код, который будет вращать кватернион
    клавишами [←][→] [↑][↓] [1][2] относительно всех трех осей
      quat.rotateX(gQ, gQ, ±0.01);
      quat.rotateY(gQ, gQ, ±0.01);
      quat.rotateZ(gQ, gQ, ±0.01);

8.  В функции drawScene привязать камеру к кватерниону gQ.
    Убедиться в том, что клавиатурой можно менять сектор обзора звездного
    неба, и в том, что КА остается неподвижным относительно звезд.

9.  В ходе выполнения предыдущей практической работы, в функции:
      spacecraft.attitudeControl();
    была удалена одна из двух частей. Сохранена – "Модель движения
    КА вокруг центра масс". Была удалена – "система ориентации".
    Восстановить "систему ориентации" (код управления двигателями).
      http://model.exponenta.ru/k2/Jigrein/md_142.htm
    Установить для модели вращательного движения КА начальные условия:
    угловую скорость и угловое положение (возможно, код был удален).
    Убедиться в том, что система ориентации решает свою задачу,
    контролирует двигатели и поворачивает КА вслед за заданием.

Настройка параметров КА. Выбор тяги двигателей

1.  Изменить тензор инерции КА (VV – вариант)
      [J] = 4 [J] + VV [J]

2.  Подобрать величину тяги двигателей ориентации так,
    чтобы динамика вращения КА соответствовала прежней.

Настройка системы управления движением

1.  Определить характер влияния зон нечувствительности реле-регуляторов
      dbw и dbp
    по угловой скорости и угловому положению соответственно.

2.  Составить отчет в файле
      VV_06.htm
    Год, группа, фамилия, название работы, описание программы.
    Параметры: КА, двигателей ориентации, регуляторов. Выводы.
    Использовать теги H1, P.

3.  Полученный результат, файл:
      VV_06.htm, а так же VV_01.htm, VV_02.htm, ... и gl-matrix-min.js
    сохранить на флешь-носитель и приносить на все последующие занятия.

Литература

  1. Клиначёв Н.В. Релейные системы // Теория систем автоматического регулирования и управления: Учебно-методический комплекс. – Offline и Online версия 4.4. – Челябинск, 2000-2011. – файлов 680, ил. – URL: http://model.exponenta.ru/lectures/0143.htm#L09 (дата обращения: 14.09.2017).
  2. Клиначёв Н.В. Визуализация движения космического аппарата после включения систем ориентации и управления полётом // Моделирующая программа Jigrein: Теория, программа, руководство, модели. – 2006-2016 гг. – URL: http://model.exponenta.ru/k2/Jigrein/md_137.htm (дата обращения: 14.09.2017).
  3. Brandon Jones. glMatrix – Javascript Matrix and Vector library for High Performance WebGL apps // URL: http://glmatrix.net (дата обращения: 14.09.2017).

14.09.2017