Определение области допустимого качества системы микрогравитации в пространстве ее конструктивных параметров

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Чэн, Син Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Решается задача построения границ области первичных конструктивных параметров системы микрогравитации, гарантирующих в ней допустимое качество управления. Данные параметры связаны известными зависимостями со вторичными параметрами системы, входящими в коэффициенты ее характеристического полинома.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 15
1 Математическая модель системы микрогравитации …………………………………… 18
1.1 Функциональная схема системы микрогравитации ……………………………… 18
1.2 Математические модели звеньев …………………………………………………………. 21
1.3 Структурная схема системы микрогравитации ……………………………………. 23
1.4 Передаточная функция САР ……………………………………………………………….. 25
2 Построение интервального полинома системы с желаемым качеством ………. 27
2.1 Коэффициентные показатели качества ………………………………………………… 27
2.2 Методичка определения допустимых пределов коэффициентов полинома
………………………………………………………………………………………………………………… 28
3 Построение области допустимых значений конструктивных параметров САР
……………………………………………………………………………………………………………………. 31
3.1 Определение интервалов коэффициентов полинома САР с заданной
секторной устойчивостью и минимальной степенью устойчивости …………… 31
3.2 Построение области конструктивных параметров САР ……………………….. 32
3.3 Моделирование САР с допустимыми значениями интервальных
параметров ………………………………………………………………………………………………. 33
4 Разработка программного обеспечения ……………………………………………………… 39
4.1 Алгоритм построения области допустимых значений конструктивных
параметров САР ………………………………………………………………………………………. 39
4.2 Программирование алгоритма …………………………………………………………….. 40
4.3 Руководство по работе с программой ………………………………………………….. 40
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэфективность и ресурсосбережение ……… 44
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения…………………………………………………………………………………… 44
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………….. 44
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………… 45
5.1.3 Технология QuaD …………………………………………………………………………. 47
5.1.4 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………….. 50
5.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований
………………………………………………………………………………………………………………… 55
5.3 Планирование научно-исследовательских работ………………………………….. 56
5.3.1 Структура работ в рамках научного исследования ………………………… 56
5.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ ……………………………… 58
5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования ……………….. 62
5.3.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ………………………. 63
5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ……………………… 69
6 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 72
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 72
6.2 Производственная безопасность………………………………………………………….. 74
6.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть при
проведении исследования …………………………………………………………………….. 75
6.2.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
опасных и вредных факторов………………………………………………………………… 79
6.3 Экологическая безопасность ……………………………………………………………….. 80
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 81
6.5 Выводы по разделу……………………………………………………………………………… 82
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 84
Список используемых источников ……………………………………………………………….. 85
Приложение А (обязательное) Программа решателя ОКП ……………………………. 88
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 102

Наземные испытания развертывания крупногабаритных космических
конструкций (КГКК), предназначенных для работы в условиях невесомости
становятся всё более актуальными. Примером КГКК могут быть антенны
солнечных батарей, раскрываемых из транспортировочного положения в
рабочее после вывода космического спутника на заданную орбиту.
Актуальность испытаний объясняется тем, что необходимо проверить
надежность работы космической техники в наземных условиях [1]. Для такой
проверки разрабатываются специальные испытательные стенды. На таких
стендах создаются условия микрогравитации, что позволяет испытывать
динамические свойства КГКК в условиях, приближенных к условиям
невесомости [2].
Имитация невесомости в земных условиях может выполняться
следующими способами [3]:
1. свободным падением;
2. нейтральной плавучестью (гидроневесомостью);
3. обезвешиванием.
Для первого способа используется самолет, который при резком
снижении входит в режим невесомости. Недостатками такого испытания
являются высокая стоимость, кратковременности невесомости и невозможность
испытания крупногабаритными космических конструкций.
Микрогравитация за счет гидроневесомости может быть получена в
бассейне с водой и так же как и первый способ требует больших затрат и
характеризуется сложностью испытаний крупных изделий космических
аппаратов.
Микрогравитация за счет обезвешивания достигается с помощью
активных силокомпенсирующих электромеханических систем и согласно [2,3,4]
является наиболее предпочтительной по сравнению с другими способами.
Обезвешивание космических конструкций с примененим
силокомпенсирующих систем реализуется на специальных стендах имитации
невесомости. При разработке указанных стендов ставится задача
скомпенсировать электроприводами все силы, действующие на звенья КГКК, а
именно: силы сухого трения, гравитационные силы, силы инерции
присоединённых масс. Если удается обеспечить их компенсацию, то звенья
КГКК при воздействии задающих усилий будут совершать свои движения с
требуемыми параметрами. Опыт проектирования стендов микрогравитации
показывает, что сложные пространственные движения звеньев КГКК могут быть
реализованы путем разделения их пространственных перемещений на
вертикальную составляющую движения и горизонтальную составляющую [5].
Компенсация затрудняющих движение звена КГКК сил при их
вертикальных и горизонтальных перемещениях обеспечивается регулируемыми
электроприводами, которыми оснащаются силокомпенсирующие системы
управления. С их помощью при воздействии на звено КГКК возмущающей силы
звено будет двигаться в вертикальном и горизонтальном направлениях со
скоростью и ускорением, которые зависят от величиной внешнего усилия и
временем его действия.
На основе изложенного можно заключить, что проектирование стендов
микрогравитации является важной и актуальной задачей и позволяет
испытывать динамику раскрытия сложных механических конструкций
космических аппаратов в условиях, приближенных к условиям невесомости.
В данной работе была разработана горизонтальная система
микрогравитации. В этой системе при действии внешней силы в горизонтальном
направлении каретка, к которой подвешено звено механической системы (МС),
будет двигаться в направлении движения звена с его скоростью и ускорением,
тем самым имитируя движение звена МС в условиях невесомости.
Разработан также алгоритм для определения диапазона изменения
структурных параметров [6,7] в системе микрогравитации, гарантирующих
желаемое качество ее работы [8]. Для автоматизации расчетов разработана
программа определения диапазона изменения структурных параметров.
Проведен анализ точности имитации невесомости при различных внешних
воздействиях, действующих на МС.
1 Математическая модель системы микрогравитации
1.1 Функциональная схема системы микрогравитации
Моделируем движение спутников в космосе. После успешного запуска и
выхода спутника на орбиту складные солнечные панели спутника необходимо
развернуть с обеих сторон. В разработанной системе микрогравитации каждая
солнечная панель спутника подвешена на веревке в центре тяжести. Когда
спутник начинает раскладывать солнечную панель, механическое устройство
над веревкой будет следовать направлению разворачивания солнечной панели,
чтобы компенсировать трение, гравитацию и инерционную силу, вызванные
движением объектов, чтобы реализовать имитацию движения спутника. в
условиях микрогравитации. Движение спутника в условиях микрогравитации
показано на рисунке 1.

В результате данной работы была проведена оценка допустимых
пределов изменения конструктивных параметров системы микрогравитации,
при которых она сохраняет желаемое качество работы. Для этого была
построена математическая модель САР и получено её характеристическое
уравнение. Для определения допустимых пределов их изменения использовался
метод определения допустимых пределов коэффициентов полинома системы с
желаемым качеством. Из него были определены области допустимых значений
конструктивных параметров mк и l системы микрогравитации. Для проверки
полученных результатов проведено моделирование САР в Simulink Matlab и
установлено, что система при изменении mк и l сохраняет устойчивость с
заданным качеством.
Наконец, был разработан решатель области конструктивных параметров
с использованием языка программирования C # в среде Microsoft visio studio,
основанный на алгоритме построения области допустимых значений
конструктивных параметров САР.
Рассмотрены вопросы финансового менеджмента,
ресурсоэффективности и ресурсосбережения, вопросы социальной
ответственности.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Определение области допустимого качества системы микрогравитации в пространстве ее конструктивных параметров»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету