Двигатель-маховик

Виртуальное потребление - 2000мА

Рисунок 1. Двигатель-маховик

При движении по орбите многим спутникам требуется точная ориентация определенными гранями в нужном направлении - относительно Земли, Солнца, звезд или как-то иначе. Например, чтобы навестись камерой ДЗЗ на Землю или солнечными батареями на Солнце. На малых же аппаратах для обеспечения заданной ориентации спутника в пространстве относительно центра масс чаще всего используются двигатели-маховики (рисунок 1).

Двигатель-маховик - электромеханическое устройство, представляющий собой электромотор с насаженным на его ось вращения колесом. Двигатель вращается, то ускоряясь, то замедляясь, и по закону сохранения кинетического момента, вращается быстрее или медленнее сам космический аппарат. Так как в условиях космоса внешние силы отсутствуют и количество движения не может изменяться, вращение маховика по часовой стрелке приводит к вращению всего космического аппарата против часовой стрелки. Таким образом управляя двигателем и вращением двигателя-маховика мы можем управлять движением вокруг центра масс (по сути, вращением) всего аппарата.

В нашей модели свободное вращение конструктора ОрбиКрафт, и следовательно, маховика, возможно только вокруг одной оси - вертикальной. Поэтому на «спутник» устанавливается только один маховик ориентации.

Для работы с двигателем маховика используются следующие функции (на языке C):

int32_t motor_set_speed(uint16_t num,int16_t RPM,int16_t *confirm); 

Позволяет задать скорость маховику, в случае успеха возвращает код LSS_OK и значение confirm равное требуемому RPM. Однако реальный разгон маховика до требуемой скорости может занять достаточно продолжительное время.

Следующая функция позволяет запросить текущую скорость маховика:

int32_t motor_request_speed(uint16_t num,int16_t *pRPM);

Код проверки магнитометра на языке C

#include "libschsat.h"
    /*
    ** Lab 5: manage motor speed
    */
    void control(void)
    {
        const int num = 1;  /* motor number #1 */
        int16_t temp;
        int16_t rpm = -3000;    /* -3000 ... +3000 */
        printf("Enable motor #%d\n", num);
        motor_turn_on(num);
        Sleep(1);
        printf("Manage speed motor #%d\n", num);
        while (rpm <= 3000) {
            printf("<<< Set speed to %d\n", rpm);
            if (LSS_OK == motor_set_speed(num, rpm, &temp)) {
                if (temp == rpm)
                    printf("\t%d confirmed\n", rpm);
            }
            Sleep(1);
            if (LSS_OK == motor_request_speed(num, &temp)) {
                printf("Got speed %d >>>\n", temp);
            } else {
                puts("Fail! >>>");
            }
            rpm += 500;
        }
        printf("<<< Set speed to 0\n");
        if (LSS_OK == motor_set_speed(num, 0, &temp)) {
            if (temp == 0)
                printf("\t%d confirmed\n", 0);
        }
        Sleep(1);
        if (LSS_OK == motor_request_speed(num, &temp)) {
            printf("Got speed %d >>>\n", temp);
        } else {
            puts("Fail! >>>");
        }
        Sleep(1);
        motor_set_speed(num, 0, &temp);
        Sleep(1);
        printf("Disable motor #%d\n", num);
        motor_turn_off(num);
    }

Код проверки магнитометра на языке Python

def control(): # Основная функция программы, в которой нужно вызывать остальные функции
 
#Инициализируем переменных:
 
    motor_response = [0,0] # Инициализируем массив, в который будут записываться показания с маховика, где первый элемент - сообщение об ошибке
    num = 1
    rpm = 0 #rpm = rotation per minute, то есть, количество оборотов в минуту, будем изменять от -3000 до +3000
 
#Включаем маховик
    print "Enable reaction wheel №", num
    motor_turn_on(num)
    sleep(1)
 
#Изменяем скорость маховика от - 3000 до 3000 со скоростью 500 обортов в минуту
 
    print "Manage speed of motor №", num  
 
    while rpm >= -3000:
    #Установим скорость маховика - 3000
    # motor_set_speed устанавливает скорость rpm и возвращает значение о текущей скорости в motor_response
 
        print "Set speed to -3000"
        motor_response = motor_set_speed(num, rpm) 
        if not motor_response[0]:            #Если ошибки нет, то
            if motor_response[1] == -3000:              # Если заданная скорость достигнута, то 
                print "-3000 rotations per minute confirmed"      #Выводим подтверждение
            else: 
                print "Got speed", motor_response[1]    
        elif motor_response[0] == 1:
            print "Fail because of access error, check the connection"
        elif motor_response[0] == 2:
            print "Fail because of interface error, check your code"
        rpm += -500 
        sleep(1)                                     # Ждем 1 секунду   
 
    print "Set speed to 3000 " 
    while rpm <= 3000:
        motor_response = motor_set_speed(num, rpm) 
        if not motor_response[0]:           
            if motor_response[1] == 3000:               
                print "3000 rotations per minute confirmed"      
            else: 
                print "Got speed", motor_response[1]                                
        elif motor_response[0] == 1:
            print "Fail because of access error, check the connection"
        elif motor_response[0] == 2:
            print "Fail because of interface error, check your code"
        rpm += 500
        sleep(1)            
 
 
    print "Set speed to 0"
    while rpm != 0:
        motor_response = motor_set_speed(num, rpm) 
        if not motor_response[0]:           
            if motor_response[1] == 0:              
                print "0 rotations per minute confirmed"      
            else: 
                print "Got speed", motor_response[1]                                
        elif motor_response[0] == 1:
            print "Fail because of access error, check the connection"
        elif motor_response[0] == 2:
            print "Fail because of interface error, check your code"
        rpm += -500
        sleep(1)        
 
    print "Disable reaction wheel №", num
    motor_turn_off(num)