Активная система компенсации веса

Авиационная и ракетно-космическая техника

2025. Т. 32. № 1. С. 145-152.

Авторы

Максимов В. Н.1, 2*, Максимов П. Н.3, 2**, Кондратьев К. В.3***

1. Информационные спутниковые системы, ИСС, ул. Ленина, 62, Железногорск, Красноярский край, 862972, Россия
2. Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, проспект им. газеты Красноярский рабочий, 31, Красноярск, 660037, Россия
3. АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва», ул. Ленина, 52, Железногорск, Красноярский край, 662972, Россия

*e-mail: 1928d@mail.ru
**e-mail: 1528d@mail.ru
***e-mail: kondratevkv@iss-reshetnev.ru

Аннотация

Представлено исследование активной системы компенсации веса, разработанной в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва. Система, обеспечивающая условия, приближенные к невесомости, предназначена для модальных испытаний низкочастотных и слабо демпфируемых конструкций. Описывается принцип ее работы на основе взаимодействия магнитного поля и электродинамических сил. Представлены ключевые элементы конструкции, методика определения зависимости тока от положения подвижного элемента, а также алгоритмы регулирования системы с использованием ПИД-регулятора. Проведены эксперименты для анализа переходного процесса ПИД-регулятора и оценки коэффициента вязкого трения данной системы.
Полученные результаты позволили оценить работу системы, выявить недостатки и предложить методы ее дальнейшего совершенствования.

Ключевые слова:

аэростатический подшипник, моделирование, MATLAB, электродинамика, активные системы компенсации веса

Список источников

  1. Колышев Е.С., Крапивко А.В. Экспериментальные методы определения динамических характеристик опор шасси самолета // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 66-80. DOI: 10.34759/vst-2019-4-66-80
  2. Бернс ВА., Жуков Е.П., Лакиза П.А. и др. Опыт диагностики авиационных конструкций в процессе вибрационных испытаний // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 4 С. 113–122. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=183589
  3. Пронин М.А., Рябыкина Р.В., Смыслов В.И. Экспериментальное исследование вынужденных колебаний самолета при отрыве лопатки двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 51-60.
  4. Парафесь С.Г. О корректировании расчетной динамической схемы беспилотного летательного аппарата по результатам наземных модальных испытаний в задачах аэроупругости // Научный вестник МГТУ ГА. 2022. Т. 25. № 3. С. 73-85. DOI: 10.26467/2079-0619-2022-25-3-73-85
  5. Бернс В.А., Жуков Е.П., Маринин Д.А. и др. Экспериментальный модальный анализ летательных аппаратов на основе монофазных колебаний // Известия Самарского научного центра РАН. 2018. Т. 20. № 4-1. С. 43–54.
  6. Глазков И.Е., Филипов А.Г. Модальный анализ космической головной части совместно с головным обтекателем // Инновации. Наука. Образование. 2021. № 25. С. 590-597.
  7. Агеев П.О., Агеева Д.И. Модальный анализ криоэкрана телескопа космической обсерватории «миллиметрон» // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2016. Т. 1. № 12. С. 57-59.
  8. Иванов А.В., Зоммер С.А. Анализ процесса раскрытия зонтичного рефлектора на стенде с активной системой обезвешивания // Космические аппараты и технологии. 2021. Т. 5. № 4 (38). С. 208–216. DOI: 10.26732/j.st.2021.4.04
  9. Беляев А.С., Филипас А.А., Цавнин А.В. и др. Методика расчета системы обезвешивания крупногабаритных трансформируемых элементов космических аппаратов при наземных испытаниях // Сибирский аэрокосмический журнал. 2021. № 1. С. 106-120. DOI: 10.31772/2712-8970-2021-22-1-106-120
  10. Беляев А.С., Филипас А.А., Курганов В.В. и др. Четырехтросовая система обезвешивания с управлением по вектору силы // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2022. Т. 18. № 2. С. 98–106. DOI: 10.17122/1999-5458-2022-18-2-98-106
  11. Гайдукова А.О., Белянин Н.А. Обзор систем обезвешивания // Решетневские чтения: материалы XX Юбилейной международной научно-практической конференции (09-12 ноября 2016; Красноярск) в 2 частях. Красноярск: Изд-во СибГАУ, 2016. Ч.1. С. 93–95.
  12. Schulte Wethof B., Maas J. Design of an Electromagnetic Linear Drive with Permanent Magnetic Weight Compensation // Actuators. 2024. Vol. 13. No. 3: 107. DOI: 10.3390/act13030107
  13. Janssen J.L.G., Paulides J.J.H., Lomonova E.A. et al. Design study on a magnetic gravity compensator with unequal magnet arrays // Mechatronics. 2013. Vol. 23. No. 2, pp. 197–203. DOI: 10.1016/j.mechatronics.2012.08.003
  14. Pechhacker A., Wertjanz D., Csencsics E. et al. Integrated electromagnetic actuator with adaptable zero power gravity compensation // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2023. Vol. 71. No. 5, pp. 5055-5062. DOI: 10.1109/TIE.2023.3288176
  15. Лысенков Я.А., Иванов Н.Н. Построение имитационной модели соленоида с использованием среды MatLab Simulink // Вестник науки. 2023. Т. 4. № 5(62). С. 806-814.
  16. Максимов В.Н., Кондратьев К.В., Матюха Н.В. и др. Построение имитационной модели системы обезвешивания с использованием среды MATLAB Simulink // Труды МАИ. 2025. № 140. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=184067
  17. Максимов В.Н., Маринин Д.А., Максимов П.Н. и др. Разработка линейного подшипника оборудования для модальных испытаний низкочастотных слабо демпфированных конструкций космических аппаратов // Динамика и виброакустика. 2024. Т. 10. № 2. С. 59–69. DOI: 10.18287/2409-4579-2024-10-2-59-69
  18. Brezak D., Kovač A., Firak M. Matlab/Simulink simulation of low-pressure PEM electrolyzer stack // International Journal of Hydrogen Energy. 2022. Vol. 48. No. 16, pp. 6158-6173. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.03.092
  19. Taha Z., Aydın K., Arafah D. et al. Comparative simulation analysis of electric vehicle powertrains with different configurations using AVL cruise and MATLAB Simulink // New Energy Exploitation and Application. 2024. Vol. 3. No. 1, pp. 171-184. DOI: 10.54963/neea.v3i1.276
  20. Naz F. Closed loop buck & boost converter mathematical modeling, analysis and simulation using MATLAB // International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT). 2021. Vol. 10. No. 4, pp. 263-271. DOI: 10.35940/ijeat.D2525.0410421

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2026