Демонстрирую систему управления ориентацией аппарата (RCS), которая гасит угловые скорости (детамблинг), так и удерживает заданное направление. В отличие от других космических симуляторов, наша система RCS имеет минимальное время включения. Это означает, что будет кратковременное включение RCS, чтобы развернуться к цели, а затем "раскачиваться" туда-сюда, изредка включая двигатели для удержания направления.
Особая фишка KSA — это работа RCS на ЛЮБОМ ускорении времени! В видео вы видите весь диапазон — от реального времени (1x) до ускорения 1 месяц/секунду — при этом аппарат стабильно удерживает направление и даже переключается между целями без сбоев. Больше не нужно бояться, что ваш аппарат уйдет в бесконечное вращение из-за слишком большого ускорения времени!
Когда мы в итоге добавим в игру маховики и/или гиродины, их "ощущения" будут принципиально другими: они смогут обеспечивать очень точное наведение без раскачивания (но будут значительно менее мощными, чем RCS).
Так же можно посмотреть на удержание курса при помощи RCS.
Для интересующихся внутренней работой системы RCS — несколько снимков её «мозга» во время манёвра. Снимки прикреплены к комментариям.
Мы используем не классический PID-регулятор. PID плохо работает с исполнительными механизмами, имеющими «минимальный импульс» (невозможно включить двигатель на бесконечно малое время). Это приводит к перекоррекции и «раскачиванию» вокруг цели.
Чтобы избежать постоянных включений и расхода топлива, введена «мёртвая зона» — период свободного дрейфа с допустимым отклонением. Только при превышении отклонения даётся короткий импульс, после чего объект дрейфует обратно. Этот цикл «импульс-дрейф-импульс» с минимальной длительностью включений называется «предельным циклом» (limit cycle), что видно на графиках.
Графики отображают «фазовое пространство» (термин теории управления). По сути, это график двух ключевых ошибок:
Ось X: Угловое отклонение (насколько далеки от цели).
Ось Y: Ошибка угловой скорости (с какой скоростью движетесь к цели).
Красная точка показывает текущее состояние в этом пространстве. Линии — это «переключающие линии» (отсюда название «switching line controller»). Система даёт импульс, когда состояние (красная точка) пересекает эти линии, возвращая объект в зону допустимого дрейфа. Это обеспечивает управление с минимальным расходом топлива.
Изображение
Комментарии (0)
Оставить комментарий