Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

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St0r3l0rd
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Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

Beitrag von St0r3l0rd » 05.08.2009 13:41

Hey,
hat sich schon mal jemand die Klausur von 2004 angeguckt?
Die bezieht sich ja fast Null auf die Belege und es ist ja fast nur Theorie aus dem letzten Wissenswinkel!

Deswegen mal an die höheren Semester gerichtet:
Sind die Klausuren in den letzen Jahren anders gewesen (auch mal was rechnen wie es in den 2 Belegen der Fall war)?
Wie ist das mit den Punkten für die Belege? Die sind ja bei der 2004er bei den 50 Punkten schon dabei. Uns wurde aber gesagt, es sind ZUSATZpunkte.

Vielen Dank schon mal im Voraus!
Der See, der lädt zum Bade; zugefroren schade.

Martin2310
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Re: Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

Beitrag von Martin2310 » 09.08.2010 16:50

Leider hat dir ja letztes Jahr niemand geantwortet.
Deshalb von mir nun erneut die Frage: Auf was kann man sich bei der Lagereglungs Klausur einstellen?
Ist sie immer noch so wie 2004? Wir die Belege? Wie die Übungen?
Bin für jede Info dankbar. ;)

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Synso-Z4
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Re: Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

Beitrag von Synso-Z4 » 09.08.2010 19:10

Ja wäre mal interessant. Zudem wieviel Prozent man fürs Bestehen braucht, weil ich für meinen Teil nicht mehr als das will und die Klausur ziemlich bescheuert gelegt wurde vom Termin her. Wahlpflicht liegt momentan ganz unten in meiner Priorität.

Raindrop
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Re: Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

Beitrag von Raindrop » 11.08.2010 10:13

Ja, mich würde auch mal interessieren, auf was wir uns so einzustellen haben! Mehr rechnen (also ganz viel Koordinatentrafo) oder mehr "Wissensfragen"?
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Re: Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

Beitrag von Synso-Z4 » 14.08.2010 13:35

Damit sollte die Frage für die nächste Zeit wieder beantwortet sein. Falls es Änderung oder Hinzufügbares gibt, bitte posten. Ansonsten wandert das dann so in die entsprechende Artikel-Abteilung.

Lageregelungsarbeit vom 14.08.2010, 6 Aufgaben in 120 min

### Aufgabe 1
Rotationsmatrix und Quaternion gegeben. Jeweils von Inertialsystem zu Satellitensystem. Ein leeres Koordinatenkreuz des Inertial-Systems war ebenfalls vorgezeichnet.
a) Einheitsvektoren des B Systems in I berechnen
b) Eulerparameter e1 e2 e3 Phi berechnen und einzeichnen

### Aufgabe 2
Erdorientierter Satellit gegeben. Rotationsmatrix von B in I sowie Bahnparameter (Inklination i=0°...) waren bekannt.
a) Beschreiben, wie man Rotationsmatrix berechnet/bestimmt und Skizze dazu
b) gegeben Erdvektor in B (0.2; -0.25; 0.95) und Formel wie man aus Eulerwinkel die Rotationsmatrix berechnet, Eulerwinkel Theta und Phi bestimmen und Rotationsmatrix B in LVLH berechnen
c) Angabe der kinematischen Gleichungen für ideale Satellitenlageregelung, Satellit stationär exakt in LVLH System ausgerichtet

### Aufgabe 3
Satellit gegeben der Nadir stabilisert werden soll. I_u I_v und I_w gegeben wobei I_u = I_v. Außerdem waren die Eulergleichungen mit Gravitationsmoment gegeben, sowie das Diagramm mit den Stabilitätsbreichen für Sigma_1 bis _3 samt den Bedingungen.
a) Pht_1/Phi_3 und Phi_2 auf zustandsstabilität prüfen
b) Nun wirkt ein Störmoment um w-Achse und es erfolgt eine beschleunigte Drehbewegung. Nennen und Erklären der Ursachen warum dieses Moment dieses Verhalten hervorruft.
c) Es wirkt ein harmonisches Störmoment um die v-Achse. Die Frequenz des Störmoments ist gleich der Orbitalfrequenz Omega_0. Rechnerische Untersuchung ob der Satellit um die v-Achse zustandsstabil sein kann.

### Aufgabe 4
Erdorientierter Satellit samt Bild gegeben, der 3-achsig stabilisiert werden soll.
a) Zwei Magnetspulen und ein Schwungrad gegeben. Diese in das Bild so einzeichen bzw. einbauen, dass der Satellit stabilisiert wird und die Ausrichtung beibehalten wird. Einzeichen des Radmoments.
b) Verwendung des Magnetometers und wie mit dessen Hilfe gezielt Drehmomente mit entsprechenden Aktoren zur Lageregelung erzeugt werden können.
c) Eine alternative Vorgehensweise erläutern, wie man das Problem ebenfalls lösen könnte ohne das Magnetometer.

### Aufgabe 5
Erdorientierter Satellit gegeben. Der um v-Achse so schnell wie möglich eine Drehung um Phi_2 = -10° ausführen soll.
Trägheitsmomente I_u = 300 kgm², I_v = 310 kgm² und I_w = 290 kgm²
Besitzt Drallrad I_R = 0.01 kgm² und M_R = 0.05 Nm sowie Omega_R,Max = 1000 rad/s
a) Zeitliche Verläufe von M_R, Omega_IB, Omega_BR und Phi_2 zeichnen
b) Rechnerisch untersuchen ob das Manöver innerhalb 15 Sekunden ausführbar ist und ob Omega_R,Max überschritten wird
c) Es soll ein Düsenpaar eingezeichnet werden, mit denen diese Bewegung ebenfalls realisiert werden soll. Berechnung des notwendigen Schubniveaus der Düsen damit dieses Manöver in 15 Sekunden erfolgen kann.

### Aufgabe 6
Es war ein GEO und LEO Satellit gegeben. Der GEO ist ein Weltraumteleskop, ist inertialstabilisiert und muss hohe Lagegenauigkeitsanforderungen erfüllen. Der LEO ist erdorientiert, soll entsprechend so stabilisiert werden zur Erdbeobachtung und hat eine relativ niedrige Genauigkeits-Anforderung zu erfüllen (deltaPhi rund 3°)
Gegeben waren Lageaktoren und -Sensoren.

Lageaktoren: Reaktions- und Schwungrad, Magnetspulen, Düsen
Lagesensoren: Erd-, Sonnen-, Stern- und Magnetfeldsensoren, Gyrometer

Für beide Satelliten sollen entsprechend den Anforderungen passende Sensoren und Aktoren aus den vorgebenen ausgewählt werden. Auswahl begründen.
Zuletzt geändert von Synso-Z4 am 15.08.2010 16:16, insgesamt 1-mal geändert.

Raindrop
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Re: Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

Beitrag von Raindrop » 15.08.2010 12:25

@Synso-Z4: Danke, dass du das so detailliert für die Nachwelt festgehalten hast!

Darf ich noch ein paar Kleinigkeiten ergänzen?

Aufgabe 2 a): Rotationsmatrix von B in I sowie Bahnparameter waren bekannt. Gesucht war die Rotationsmatrix B in LVLH

Aufgabe 4 b): Magnetometer messen leider nur das Magnetfeld und erzeugen keine Drehmomente. War auch in der Klausur etwas komisch formuliert, aber nicht so direkt falsch...

Aufgabe 6: Einen Gyro gabs auch noch als Sensor. Und die Auswahl sollte auch noch begründet werden.
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Re: Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

Beitrag von Synso-Z4 » 15.08.2010 16:21

Habs korrigiert. Dass bei zweitens eine Rotationsmatrix gegeben ist mir garnicht aufgefallen? Wo stand die? Ich hab nur einen Vektor gesehen und zwar den Erdvektor in B. Nur mal so aus Interesse. Ich wollte die Klausur eh nur bestehen (und für NA abschreiben).

Ja ich hab diese doofe Formulierung mit dem Magnetometer so stupide aus der Klausur übernommen obwohl ich mir sogar selber gewundert. Ich das mal etwas eindeutiger formuliert.

Martin2310
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Re: Klausur 2004 Lageregelung für Raumfahrzeuge/ Satelliten

Beitrag von Martin2310 » 18.08.2010 15:51

fyi: die Noten stehen nun auch schon im hisqis.

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