м мультиплексором. Таким чином, можливе підключення 15 зовнішніх джерел сигналу. Чотири з них вже використовуються для поточних вимірювань. Також до складу комп'ютера входять годинник реального часу із зовнішнім джерелом живлення, які з'єднані з мікроконтролером через двухпроводной послідовний інтерфейс (TWI). Мікроконтролер генерує три сигнали з імпульсно-широтной модуляцією для струмових котушок з передачею через три силових транзистора (MOSFET). Є також принаймні двоканальний 12-ти бітовий конвертер цифрового в аналоговий сигнал, але його застосування поки перебуває в стадії обговорення. Fig.10. ZOC - бортовий комп'ютер ZARM а Характеристики мікроконтролера:
· економічний восьмибитового мікроконтроллер з RISC-архітектурою;
· 128-ми кілобайтних вбудована перепрограмувальна флеш-пам'ять;
· 4-х кілобайтних внутрішня пам'ять SRAM-пам'ять, використовувана операційною системою - самогенерирующих з нескінченним циклом, що знаходиться в очікуванні від ROC команди запуску на виконання наступних завдань. Всі необхідні додатки для цих завдань програмується в ANSI C. У якості базисної бібліотеки використовується AVR Libc 1.6.4.
Розглянемо функціональне призначення магнітної системи орієнтації.
3.4 Магнітна система орієнтації
Як було сказано вище, однією з цілей місії є демонстрація функціонування активної магнітної системи орієнтації, що реалізує різні режими руху супутника відносно центру мас. Робота німецького сегмента МСО включає наступні фази:
· ініціалізація,
· стабілізація,
· спостереження,
· експерименти з різними алгоритмами орієнтації (опційно).
За загальною схемою функціонування російський бортовий комп'ютер (ROC) є центральним обчислювальним пристроєм і управляє роботою німецького бортового комп'ютера (ZOC). Це включає в себе контроль під час виконання ZOC різних фаз. ROC може включати і вимикати ZOC, а також направляти керуючі команди для активізації інших режимів роботи системи. Фаза ініціалізації потрібно після включення ZOC. Однією з основних завдань у цій фазі є перевірка працездатності підсистем шляхом контролю температури, напруги та струму. Магнітометр і модем тестуються, аналізуючи послідовний код або обмін контрольними повідомленнями. У фазі ініціалізації може бути використаний метод FDIR [15] для реалізації альтернативного набору функціональних можливостей, якщо несправні підсистеми. Важливим результатом є здатність спуники підтримувати зв'язок з наземним пунктом управління з використанням двох наявних на борту модемів різних комунікаційних систем. Результатом виконання фази ініціалізації буде стан незайнятості для ZOC прийому наступних команд від ROC. Фаза стабілізації є найбільш важливим етапом функціонування МСО. Тут відбувається активне гасіння початкових кутових обурених рухів супутника. Завдання, які підлягають вирішенню на цьому етапі, включають первинне визначення поточного кутового руху супутника і потім демпфірування початкового обертання. Магнітне поле вимірюється з високою частотою для того, щоб провести акуратне моделювання в наземних умовах початкових умов руху супутника. Передбачувана мінімальна частота знімання даних становить 10 Гц, яка може бути лімітована робочими можливостями магнітометра. Тривалість сесії вимірювання вибирається, принаймні, не менше двох хвилин, щоб вловити навіть повільні обертання. Слід зауважити, що рух може бути визначене лише щодо вектора місцевої індукції геомагнітного поля. Реальний рух щодо инерциального простору вимагає використання інших датчиків орієнтації або методів обробки вимірювань. Після фази первинного визначення кутового руху супутник виконує маневр заспокоєння з використанням струмових котушок. Залежно від швидкості початкового обертання цей маневр може зайняти кілька годин. Подальше моделювання руху дозволить встановити достовірність припущень про кутове русі. Демпфірування є суттєвою фазою і повинно бути виконано в автономному режимі, якщо вже ROC дав команду ZOC на його виконання і фаза первинного визначення кутового руху супутника завершена. Метою режиму демпфірування є синхронізація кутового руху супутника з рухом місцевого вектора B індукції геомагнітного поля. Під час руху супутника по кеплерова орбіті навколо Землі вектор індукції повільно повертається, здійснюючи рух, близьке періодичному з подвоєною орбітальної частотою. Швидкість його зміна в пов'язаної із супутником системі координат визначається через два послідовних вимірювання бортового магнітометра методом кінцевих різниць. Використовується B-dot алгоритм для формування магнітного дипольного моменту супутника за допомогою струмових котушок для заспокоєння супутника щодо обертового вектора індукції. Після виконання цьог...
