CN107368092A - 一种集成化立方星姿控系统平台 - Google Patents

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张晓华
张翔
胡远东
陆正亮
钱鹏俊
于永军
莫乾坤
廖文和
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/244—Spacecraft control systems

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种集成化立方星姿控系统平台，包括姿控计算机、姿控模块板、PC104、磁强计、动量轮、磁棒、陀螺仪和动量轮支架。本发明将姿控系统所有姿态确定与姿态控制模块集成到两块电路板上，仅占用立方星二分之一个单元的空间。由磁强计和陀螺仪进行双矢量定姿，由磁棒和偏置动量轮进行三轴稳定控制。本发明具有高集成化、高姿态确定与控制精度、占用空间小等显著优势。

Description

一种集成化立方星姿控系统平台
技术领域
本发明属于立方星技术领域，特别是一种集成化立方星姿控系统平台。
背景技术
近些年，伴随着通信、光电元件、材料、传感器、应用流体等科技的快速发展，立方星技术发展显著加速，利用立方星进行远程测量、试验成为可能。低廉的成本促使了世界范围内大量立方星的涌现。
姿控分系统是立方星最关键的分系统之一，姿控分系统部分模块失效，或者姿态确定和控制精度低，都会使卫星基本功能受限，甚至丧失。尤其是对地成像卫星，需要非常高的姿态确定与控制精度，才能完成其功能。
目前国际上立方星姿控分系统普遍存在姿态确定与控制精度低，集成化水平低，占用卫星平台空间大。姿态确定与控制精度低，集成化水平低，致使立方星功能受限，不能完成一些高标准任务 。占用卫星平台空间大，使卫星负载能力降低，大大限制了其功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成化立方星姿控系统平台，具有高集成化、高姿态确定与控制精度、占用空间小等显著优势。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种集成化立方星姿控系统平台，包括姿控计算机、姿控模块板、磁强计、动量轮、陀螺仪、动量轮支架、两个PC104和三个磁棒；姿控计算机平行设置在姿控模块板的正下方，其中两个磁棒相互垂直，设置在姿控模块板顶面，第三个磁棒垂直穿过姿控模块板固定在姿控计算机顶面，所述三个磁棒呈正交设置，垂直设置的第三个磁棒为z轴，磁强计插接在姿控计算机顶面，陀螺仪固定在姿控模块板顶面，动量轮水平设置，通过动量轮支架固定在姿控模块板顶面；两个PC104插接，其中一个PC104插接在姿控模块板上，另一个PC104插接在姿控计算机上。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
（1）本发明将立方星姿态各个模块高度集成化，各姿态确定与控制模块均集成于姿控模块板。
（2）本发明姿态确定与控制精度高，由磁强计和陀螺仪双矢量定姿，由磁棒和偏置动量轮三轴稳定控制。
（3）本发明占用空间小，所有姿态确定与控制模块均集成于两块电路板，仅占用立方星二分之一个单元。
附图说明
图1是本发明集成化立方星姿控系统平台的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1，本发明一种集成化立方星姿控系统平台，包括姿控计算机1、姿控模块板2、磁强计4、动量轮5、陀螺仪7、动量轮支架8、两个PC1043和三个磁棒6；姿控计算机1平行设置在姿控模块板2的正下方，两者通过螺栓支撑固定，其中两个磁棒6相互垂直，设置在姿控模块板2顶面，第三个磁棒6垂直穿过姿控模块板2固定在姿控计算机1顶面，所述三个磁棒6呈正交设置，垂直设置的第三个磁棒6为z轴，磁强计4插接在姿控计算机1顶面，陀螺仪7固定在姿控模块板2顶面，动量轮5水平设置，通过动量轮支架8固定在姿控模块板2顶面；两个PC1043插接，其中一个PC1043插接在姿控模块板2上，另一个PC1043插接在姿控计算机1上。
所述姿控模块板2和姿控计算机1各信号点通过PC1043连接。
所述磁强计4通过插针连接方式焊接于姿控计算机1，其信号采集电路也置于姿控计算机1上。
所述动量轮5通过螺钉固定于动量轮支架8上，使其轴向为卫星俯仰轴，动量轮支架8与姿控计算机1、姿控模块板2一起固定于立方星上。
所述的陀螺仪7通过螺钉与姿控模块板2固连。
三个磁棒6分为X、Y、Z三轴，分别与姿控模块板2固定。
实施例1
三个磁棒6分为X、Y、Z三轴，其中X轴磁芯长度40mm磁芯直径6mm，线圈10圈；Y轴磁芯长度62mm，直径6mm，线圈6圈；Z轴磁芯长度52mm磁芯直径6mm，线圈6圈。经实验，三轴均能产生0.15Am2的额定磁矩。

Claims (5)

1.一种集成化立方星姿控系统平台，其特征在于：包括姿控计算机（1）、姿控模块板（2）、磁强计（4）、动量轮（5）、陀螺仪（7）、动量轮支架（8）、两个PC104（3）和三个磁棒（6）；姿控计算机（1）平行设置在姿控模块板（2）的正下方，其中两个磁棒（6）相互垂直，设置在姿控模块板（2）顶面，第三个磁棒（6）垂直穿过姿控模块板（2）固定在姿控计算机（1）顶面，所述三个磁棒（6）呈正交设置，垂直设置的第三个磁棒（6）为z轴，磁强计（4）插接在姿控计算机（1）顶面，陀螺仪（7）固定在姿控模块板（2）顶面，动量轮（5）水平设置，通过动量轮支架（8）固定在姿控模块板（2）顶面；两个PC104（3）插接，其中一个PC104（3）插接在姿控模块板（2）上，另一个PC104（3）插接在姿控计算机（1）上。
2.根据权利要求1所述的集成化立方星姿控系统平台，其特征在于：所述姿控模块板（2）和姿控计算机（1）各信号点通过PC104（3）连接。
3.根据权利要求1所述的集成化立方星姿控系统平台，其特征在于：所述磁强计（4）通过插针连接方式焊接于姿控计算机（1），其信号采集电路也置于姿控计算机（1）上。
4.根据权利要求1所述的集成化立方星姿控系统平台，其特征在于：所述动量轮（5）通过螺钉固定于动量轮支架（8）上，使其轴向为卫星俯仰轴，动量轮支架（8）与姿控计算机（1）、姿控模块板（2）一起固定于立方星上。
5.根据权利要求1所述的集成化立方星姿控系统平台，其特征在于：所述的陀螺仪（7）通过螺钉与姿控模块板（2）固连。
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