Білоножко Павло Петрович. Керування формою вантових космічних рефлектрів

Короткий опис

Білоножко Павло Петрович. Керування формою вантових космічних рефлектрів : Дис... канд. наук: 05.13.03 2005

Білоножко П.П. Керування формою вантових космічних рефлекторів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 системи і процеси керування.
Дисертацію присвячено розробленню науково-методичного забезпечення дослідження процесів формоутворення, створенню алгоритмів керування формою відбиваючої поверхні вантових космічних рефлекторів та побудові структури системи керування формою з огляду на можливість її технічної реалізації. Проаналізований вплив викривлень форми відбиваючої поверхні, що виникають внаслідок дії збурюючих факторів, на функціональні характеристики вантового рефлектора. Запропонований метод виділення формоутворюючих елементів каркасу шляхом декомпозиції системи рівнянь рівноваги на незалежні за певних умов підсистеми. Розроблені дискретна та континуальна розрахункові схеми формоутворюючого елемента плаского меридіонального ланцюга. Створено відповідні математичні моделі, запропонована нова форма рівнянь рівноваги континуального формоутворюючого елемента. Створено програмно реалізовану комплексну методику дослідження процесів формоутворення, призначену для використання в інженерній практиці при проектуванні вантових космічних рефлекторів. Із застосуванням розробленої методики проведені дослідження процесів формоутворення, запропоновані алгоритми керування формою відбиваючої поверхні. Розроблено конструкцію термокомпенсуючої вставки як засоба пасивного керування формою. Запропонована структура системи керування формою для рефлекторів досліджуваного типу.

Роботу присвячено створенню нових підходів до моделювання процесів формоутворення для забезпечення розробки принципів та синтезу алгоритмів керування формою відбиваючої поверхні вантових космічних рефлекторів та для побудови структури системи керування формою з огляду на можливість її технічної реалізації.
1. За результатами аналізу впливу деформацій форми відбиваючої поверхні, викликаних дією збурень, зокрема, температурних, на робочі параметри сформульована задача керування формою. Керування формою відбиваючої поверхні дозволить забезпечити стабільність функціональних характеристик вантових космічних рефлекторів в процесі їх експлуатації на орбіті.
2. Для коректного формулювання задачі про керування формою відбиваючої поверхні вантового космічного рефлектора запропонований метод виділення формоутворюючих елементів каркасу (меридіональних ланцюгів) на базі дослідження можливості декомпозиції системи рівнянь рівноваги на незалежні за певних умов підсистеми. Це дає змогу звести задачу забезпечення потрібної форми відбиваючої поверхні вантового рефлектора до сукупності задач незалежного забезпечення конфігурації його формоутворюючих елементів.
3. З метою проведення досліджень процесів формоутворення об’єкта керування вантового космічного рефлектора запропоновані дискретна та континуальна розрахункові схеми формоутворюючого елемента. Розроблені відповідні математичні моделі, які дозволяють проводити аналіз впливу збурюючих факторів на викривлення форми та оцінювати ефективність компенсації цих викривлень шляхом керування. Обґрунтуванням достовірності результатів, отриманих з використанням розроблених моделей, є якісна подібність залежностей, що характеризують номінальний і збурений стан меридіонального ланцюга.
4. Створено комплексну чисельно-аналітичну методику дослідження процесів формоутворення та її програмну реалізацію як засіб забезпечення розробки та впровадження систем керування формою. Методика може бути безпосередньо використана в інженерній і конструкторській практиці при проектуванні вантових космічних рефлекторів.
5. Розроблено активні та пасивні алгоритми керування формою відбиваючої поверхні рефлектора з урахуванням можливості їх технічної реалізації, використання яких є основою побудови систем керування формою вантових космічних рефлекторів.
6. Запропоновано конструкцію термокомпенсуючих вставок як елемента пасивного керування формою. Вставки дозволяють забезпечити певний ступінь розміростабільності елементів конструкції вантових космічних рефлекторів.
7. Запропоновано структуру активної системи керування формою відбиваючої поверхні вантового космічного рефлектора та алгоритми вибору параметрів системи. Реалізація системи керування дозволить компенсувати вплив збурюючих факторів та суттєво зменшити викривлення форми відбиваючої поверхні (середньоквадратичне відхилення від потрібної поверхні може бути зменшене в декілька разів).