Hình 3 .4 Bảng thông số Twoline
Hình 3.8 Khối phần mềm điềukhiển hệ thống
Bộ điều khiển trung tâm của ADCS sử dụng card điềukhiển là máy tính trên khoang Rabbit3000. Máy tính trên khoang Rabbit3000 sẽ nhận lệnh điều khiển từ phần mềm điều khiển trên PC và thực hiện các chức năng mà phần mềm điều khiển trên máy tính PC yêu cầu. Sơ đồ thuật toán điều khiển và giao tiếp giữa máy tính trên khoang Rabbit3000 với phần mềm mô phỏng và điều khiển tƣ thế trên máy tính PC đƣợc thể hiện nhƣ hình dƣới đây:
Hình 3.9 Sơ đồ thuật toán khối phần mềm điều khiển hệ thống với máy tính trên khoang Rabbit3000
Mô đun tính toán, mô phỏng quỹ đạo
vệ tinh thấp Kết thúc Khởi động Đọc dữ liệu nhận từ máy tính trên khoang Kiểm tra ký tự đã nhận Gửi ký tự „3‟ Gửi ký tự „1‟ Gửi ký tự „0‟ Sai số 0.5 độ Sai số 1 độ Sai số 2 độ Sai số 3 độ Gửi ký tự „a‟ Khối điều khiển thanh từ lực Khối điều khiển bánh xe động lƣợng Đúng Các giá trị ban đầu Thanh trƣợt khối lƣợng Thanh từ lực Bánh xe động lƣợng Mặc định Đúng Sai Khối điều khiển động cơ phản lực microthruster r Ngƣỡng sai số Khối điều khiển động thanh trƣợt khối lƣợng Động cơ phản lực Máy tính trên khoang
Rabbit3000
Phần mềm giám sát và điều khiển ASiS trên PC
Khởi động
Dữ liệu Mô đun điều khiển
và truyền thông Mô đun giao diện và
3.4 Đặc tính phần mềm ASiS
ASiS là một phần mềm giao diện ngƣời – máy đƣợc thiết kế cho bộ mô phỏng ADCS theo 3 trục với các đặc điểm và ƣu điểm chính sau:
Viết trên mã nguồn Visual C++ là ngôn ngữ bậc cao phổ biến với các ứng dụng tính toán, mô phỏng bằng đồ hoạ 3D và điều khiển
Sử dụng công nghệ OpenGL kết hợp với các dữ liệu từ bản vẽ SolidWorks trong mô phỏng và hoạt hình 3D tạo đƣợc hình ảnh trung thực và chất lƣợng, từ đó mô phỏng và hiển thị 3D hệ thống xác định và điều khiển tƣ thế vệ tinh theo 3 trục trực quan, sinh động.
Điều khiển trực quan qua máy tính PC. Kết nối với bộ mô phỏng thông qua bộ truyền thông không dây wireless theo chuẩn RS232.
Xây dựng môđun tính toán, mô phỏng quỹ đạo vệ tinh thấp dựa trên thông số đầu vào định dạng TLE và đƣa ra quỹ đạo của vệ tinh thấp qua mô phỏng 3D.
Phần mềm có giao diện dễ thao tác và sử dụng.
Bên cạnh đó, phần mềm cũng có một số nhƣợc điểm cần cải thiện nhƣ: Hiển thị các thông số vị trí, tọa độ của vệ tinh trên quỹ đạo Trái đất.
Xây dựng mô đun tính toán và điều khiển tƣ thế vệ tinh theo các góc Euler và Quaternion.
3.5 Các ƣu điểm chính
Nhƣ vậy, phần mềm ASiS đã đƣợc cải tiến đáng kể về phần mềm điều khiển và giao diện của bộ mô phỏng ADCS, rất thuận tiện và thân thiện với ngƣời sử dụng, trong đó có thể nhấn mạnh các ƣu điểm chính sau đây:
- Có màn hình hiển thị tƣ thế của bộ mô phỏng dƣới dạng đồ thị, dạng hình ảnh 3D và các giá trị số.
- Điều khiển khởi động và tái khởi động hệ thống bằng nút kích chuột
- Có các nút lựa chọn các chế độ thử nghiệm: cân bằng khối lƣợng, điều khiển bằng bánh xe động lƣợng, bằng hệ thống phụt micro và thanh từ lực
- Có các cửa sổ để nhập giá trị các góc điều khiển mong muốn.
- Ngoài ra, trên giao diện còn có cửa sổ hiển thị quỹ đạo của vệ tinh trên bản đồ 3D, dự trữ để trong tƣơng lai sẽ tích hợp phân hệ điều khiển quỹ đạo vào phần mềm này.
CHƢƠNG 4 TÍCH HỢP VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG
Trong chƣơng này sẽ trình bày một số kết quả của luận văn về việc tích hợp, vận hành và thử nghiệm hệ thống bộ mộ mô phỏng ADCS cải tiến. Qua đó đánh giá các thông số kỹ thuật của bộ mô phỏng từ các kết quả thực nghiệm; các kết quả này có độ tin cậy cao do việc thu thập dữ liệu và đo đạc các thông số sử dụng cảm biến từ kế ba trục EZ-Compass-3A có độ chính xác ±0.5o.
4.1 Tích hợp các thiết bị vào Bộ mô phỏng ADCS
Với mục tiêu đảm bảo cung cấp khí nén có áp suất cao đạt 30atm cho hệ thống động cơ phản lực, một máy nén khí thông thƣờng không thể đáp ứng đƣợc cho nên một bình khí nén dung tích 40 lít (áp suất tối đa đạt đƣợc 130atm) đã đƣợc thiết kế cùng với hai van giảm áp PB-50 và PB-5 cho đầu ra với áp suất khí nén 30atm
Hình 4.1 Bình khí nén dung tích 40lít – 130atm, van giảm áp PB-50, PB-5 Sau khi các thiết bị khí nén bao gồm: bình cầu khí, van giảm áp PB-50, van giảm áp PB-5, đồng hồ đo áp suất đƣợc kiểm định theo quy chuẩn an toàn trong sử dụng và vận hành hệ thống khí nén, tiến hành lắp đặt trên bộ mô phỏng bán vật lý. Theo nhƣ Hình 4.2, hệ thống đã đƣợc nạp khí nén với áp suất đạt 30atm.
Hình 4.2 Hệ thống khí nén cung cấp cho các động cơ phản lực
Tiếp theo đó, các thiết bị điện tử gồm có: bộ nguồn, bộ điều khiển từ xa, mạch công suất, bộ điều khiển cảm biến mặt trời, Cảm biến mặt trời và van phụt khí lần lƣợt đƣợc sắp xếp, bố trí và lắp đặt hợp lý lên bộ mô phỏng do bộ mô phỏng trong không
gian bị giới hạn. Hình 4.3 là kết quả sau khi lắp đặt thành công các thiết bị điện tử trên bộ mô phỏng bán vật lý ADCS.