CN115793500A - 小型单轴气浮台半物理仿真系统及工作方法 - Google Patents
小型单轴气浮台半物理仿真系统及工作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115793500A CN115793500A CN202310068686.7A CN202310068686A CN115793500A CN 115793500 A CN115793500 A CN 115793500A CN 202310068686 A CN202310068686 A CN 202310068686A CN 115793500 A CN115793500 A CN 115793500A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flywheel
- layer
- control
- control box
- rotating platform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000005358 geomagnetic field Effects 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 3
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 26
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 12
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- AEEAZFQPYUMBPY-UHFFFAOYSA-N [I].[W] Chemical compound [I].[W] AEEAZFQPYUMBPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005486 microgravity Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明提供了一种小型单轴气浮台半物理仿真系统及工作方法，能够大大减小调平难度，缩短调平时间，降低试验成本，能够快速验证姿态控制分系统的控制能力，实现姿态调整执行机构控制系统调整姿态的目的，保证地面模拟仿真试验正确施行。其包括：小型单轴气浮台（1）、转动平台（2）、调平装置（3）、综合姿态控制箱（4）、磁力矩器（5）、主控飞轮（6）、水平仪（7）、配重块（8）、配平装置。
Description
技术领域
本发明涉及航天器地面半物理仿真的技术领域，尤其涉及一种小型单轴气浮台半物理仿真系统，以及这种小型单轴气浮台半物理仿真系统的工作方法。
背景技术
姿态控制分系统主要由姿态调整执行机构（飞轮和磁力矩器）、姿态敏感器（太敏、星敏、陀螺仪、磁强计等）以及相应的姿态处理器组成；通过姿态敏感器获取当前空间飞行器的位置信息，再通过控制处理器控制姿态调整执行机构运动到目标位置；姿态控制分系统是确保空间飞行器在轨寿命和任务效能的核心关键组件，在在轨飞行之前，进行充分的地面试验验证对于整个任务的成败至关重要。而空间飞行器的工作环境是无重力环境，为了能够在地面实现微重力、低摩擦的试验环境，需在地面搭建空间飞行器半实物仿真试验平台，实现空间三自由度的空间运动。
实现三自由度空间运动在现有的技术上通常以三轴气浮台为基础，搭配自动调平系统，然而三轴气浮台的调平难度大、调平时间长，且制作成本高，不利于快速验证姿态控制系统的控制能力。因此，申请人经过长期反复试验，设计了大型单轴气浮台，对空间飞行器三轴姿态控制进行了解耦控制，将X轴姿态控制、Y轴姿态控制、Z轴姿态控制分别独立进行，通过充分试验优化完善各轴控制算法和控制参数。但是，有的姿态调整执行机构体积和重量比较小，控制能力也相应地减小。如果仍然使用大型单轴气浮台，不但造成试验成本的浪费，而且小的姿态调整执行机构无法带动整个系统正常运转，因为根据公式F=m*a，在产生相同大小的力时，质量越大加速度越小，因为大质量的转动平台加速度会很小，即小的姿态调整执行机构产生的速度变化会很小，无法达到姿态调整执行机构控制系统调整姿态的目的，不能实现地面模拟仿真。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种小型单轴气浮台半物理仿真系统，其能够大大减小调平难度，缩短调平时间，降低试验成本，能够快速验证姿态控制分系统的控制能力，实现姿态调整执行机构控制系统调整姿态的目的，保证地面模拟仿真试验正确施行。
本发明的技术方案是：这种小型单轴气浮台半物理仿真系统，其包括：小型单轴气浮台、转动平台、调平装置、综合姿态控制箱、磁力矩器、主控飞轮、水平仪、配重块、配平装置；
所述转动平台安装在小型单轴气浮台上，所述综合姿态控制箱、磁力矩器、主控飞轮、水平仪安装在转动平台上，在转动平台的底部均匀分布4个配平槽口片，与配平装置配合完成转动平台的基本调平，配重块根据配平装置的结果加载到转动平台的底部，所述调平装置安装在转动平台的侧面，参照水平仪来调整调平装置，实现仿真系统的质心位于气浮台的中心轴线上；
所述综合姿态控制箱分为三层：第一层为姿态控制计算机，包括第一层控制盒、陀螺仪、磁强计、对外通信的星务计算机，第一层控制盒包括第一层控制盒壳体和控制板，第一层控制盒为倒U型，左右两侧均带有输出接口，其中一侧有用于无线传输的无线收发模块，控制板安装在第一层控制盒壳体内；第二层为电源分配层，包括第二层控制盒壳体、多个电源模块，通过不同输出电压的电源模块把电池的电能分配给姿态控制计算机的各部件；第三层为电池层，包括第三层控制盒壳体、电池、电源开关，为整个系统提供所需要的电能。
本发明的转动平台安装在小型单轴气浮台上，综合姿态控制箱、磁力矩器、主控飞轮、水平仪安装在转动平台上，在转动平台的底部均匀分布4个配平槽口片，与配平装置配合完成转动平台的基本调平，配重块根据配平装置的结果加载到转动平台的底部，调平装置安装在转动平台的侧面，参照水平仪来调整调平装置，实现仿真系统的质心位于气浮台中轴线上，这样就模拟太空状态下卫星其中一个轴向飞轮运转环境，将三轴转动控制依次拆分成单轴的转动控制，由于卫星不全是正立方体，每个轴向的转动惯量不一致，所以首先根据第一个轴向的卫星转动惯量与试验平台转动惯量的比值（比如：X轴向卫星转动惯量：试验平台转动惯量为1:1，优先1:1比值，也可以是2:1、3:1等等）来调整主控飞轮的控制参数和算法，实现一个轴向的独立控制；由于卫星每个轴向使用的反作用飞轮是一致的，只需要根据惯量比值（1:1）调整试验平台的惯量（试验平台的惯量可以通过调整质量来实现），便可通过本发明的仿真系统来验证第二个轴向主控飞轮的控制参数和控制算法。然后再重复试验平台的惯量调整，从而通过本发明的仿真系统来验证第三个轴向主控飞轮的控制参数和控制算法。因此能够使X轴姿态控制、Y轴姿态控制、Z轴姿态控制分别独立进行，单独验证每一个轴向的控制算法和控制参数，通过充分试验优化完善一个飞轮的控制算法和控制参数，能够大大减小调平难度，缩短调平时间，降低试验成本，能够快速验证姿态控制分系统的控制能力。在获取三个轴向的单独控制参数后，通过控制算法耦合三轴转动控制，从而验证由三个主控飞轮构成的空间飞行姿态控制。将姿态控制计算机、电源分配模块、电池集中在一个三层结构的综合姿态控制箱中，大大减小了转动平台及其上待测系统的体积，从而减小了气浮台的尺寸，相应地减小了转动平台的质量，因此能够实现姿态调整执行机构控制系统快速调整姿态的目的，保证地面模拟仿真试验正确施行。
还提供了一种小型单轴气浮台半物理仿真系统的工作方法，其包括以下步骤：
（1）在地面先把转动平台以及转动平台上的执行机构安装好，放到小型单轴气浮台上，根据转动的速度判断较重的位置，在对侧的转动平台底部安装配重块，再用调平装置进行微调，使得小型单轴气浮台达到平衡；
（2）先给小型单轴气浮台通气，打开电池盒的电源开关，综合姿态控制箱接收太阳敏感器的太阳矢量信息、陀螺仪的角速度信息、磁强计的磁场信息；完成太阳矢量计算、太阳方向计算、地磁矢量计算、角速度信息处理和姿态确定；完成主控飞轮和磁力矩器的精确力矩和磁矩控制，以抵消环境干扰力矩对半物理仿真系统产生的扰动；
（3）综合姿态控制箱采集陀螺仪、磁强计、太敏输出的测量信号，通过星务盒与地面站通信，显示各项参数信息，根据控制指令要求设计控制信号，然后向控制执行机构反作用飞轮发出控制指令，生成相应的控制力矩；根据飞轮转速反馈情况，当飞轮达到额定转速上限和下限时，启动磁力矩器对反作用飞轮进行卸载；其工作模式：速率阻尼（利用反作用飞轮或者磁力矩器进行对卫星进行卸载，逐渐消除卫星角速度的工作模式）、对日捕获（利用太阳敏感器对太阳的光照区域识别的工作模式）、对日定向（通过太阳敏感器完成对日捕获后，调整太阳能帆板最佳光照角度的工作模式）、对地定向（利用星敏感器确定地球的位置，并调整卫星与地球之间角度的工作模式）、目标凝视（利用姿态感器确定目标位置，调整卫星转动到目标区域的工作模式）、空间指向（利用姿态感器确定空间中的目标位置，调整卫星转动到目标区域的工作模式）、惯性定向（利用加速度计确定卫星当前位置，再根据目标点的位置，调整卫星转动到相应位置的工作模式）、大角度机动（利用飞轮和磁力矩器完成卫星较大角度转动的工作模式）以及安全模式（卫星电池能量较低时，反作用飞轮保持稳定转速3000rpm，降低卫星能耗的工作模式）。
附图说明
图1示出了根据本发明的小型单轴气浮台半物理仿真系统的立体结构图。
图2示出了图1的主视图。
图3示出了根据本发明的小型单轴气浮台半物理仿真系统的另一个立体结构图。
图4示出了图1的仰视图。
图5示出了图1的综合姿态控制箱的立体图。
图6示出了图5的纵向剖视图。
图7示出了图1的综合姿态控制箱的另一个立体图。
图8示出了图5的电源分配层的俯视图。
图9示出了图5的电池层的立体图。
图10示出了根据本发明的小型单轴气浮台半物理仿真系统的配平装置的立体图。
具体实施方式
如图1-10所示，这种小型单轴气浮台半物理仿真系统，其包括：小型单轴气浮台1、转动平台2、调平装置3、综合姿态控制箱4、磁力矩器5、主控飞轮6、水平仪7、配重块8、配平装置；
所述转动平台安装在小型单轴气浮台上，所述综合姿态控制箱、磁力矩器、主控飞轮、水平仪安装在转动平台上，在转动平台的底部均匀分布4个配平槽口片13，与配平装置配合完成转动平台的基本调平，配重块根据配平装置的结果加载到转动平台的底部，所述调平装置安装在转动平台的侧面，参照水平仪来调整调平装置，实现仿真系统的质心与气浮台的气浮球球心一致；
所述综合姿态控制箱分为三层：第一层为姿态控制计算机，包括第一层控制盒、陀螺仪、磁强计、对外通信的星务计算机，第一层控制盒包括第一层控制盒壳体41和控制板42，第一层控制盒为倒U型，左右两侧均带有输出接口，其中一侧有用于无线传输的无线收发模块，控制板安装在第一层控制盒壳体内；第二层为电源分配层，包括第二层控制盒壳体43、多个电源模块44，通过不同输出电压的电源模块把电池的电能分配给姿态控制计算机的各部件；第三层为电池层，包括第三层控制盒壳体45、电池46、电源开关47，为整个系统提供所需要的电能。
本发明的转动平台安装在小型单轴气浮台上，综合姿态控制箱、磁力矩器、主控飞轮、水平仪安装在转动平台上，在转动平台的底部均匀分布4个配平槽口片，与配平装置配合完成转动平台的基本调平，配重块根据配平装置的结果加载到转动平台的底部，调平装置安装在转动平台的侧面，参照水平仪来调整调平装置，实现仿真系统的质心与气浮台的气浮球球心一致，这样就模拟太空状态下一个主控飞轮运转环境，将三轴转动控制依次拆分成单轴的转动控制，由于卫星不全是正立方体，每个轴向的转动惯量不一致，所以首先根据X轴向的卫星转动惯量与试验平台转动惯量的比值（比如：X轴向卫星转动惯量：试验平台转动惯量为4:1）来调整反作用飞轮的控制参数和算法，实现一个轴向的独立控制，然后再将设计好的第二个主控飞轮替换第一个主控飞轮安装到本发明的仿真系统中，在通过惯量比值（4:1）调整试验平台的惯量，试验平台的惯量可以通过调整质量来实现，便可通过本发明的仿真系统来验证第二个主控飞轮的控制参数和控制算法。然后再将设计好的第三个主控飞轮替换第二个主控飞轮安装到本发明的仿真系统中，重复试验平台的惯量调整，从而通过本发明的仿真系统来验证第三个主控飞轮的控制参数和控制算法。因此能够使X轴姿态控制、Y轴姿态控制、Z轴姿态控制分别独立进行，单独验证每一个飞轮的控制算法和控制参数，通过充分试验优化完善一个飞轮的控制算法和控制参数，能够大大减小调平难度，缩短调平时间，降低试验成本，能够快速验证姿态控制分系统的控制能力。在获取三个轴向的单独控制参数后，通过控制算法耦合三轴转动控制，从而验证由三个主控飞轮构成的空间飞行姿态控制。将姿态控制计算机、电源分配模块、电池集中在一个三层结构的综合姿态控制箱中，大大减小了转动平台及其上待测系统的体积，从而减小了气浮台的尺寸，相应地减小了转动平台的质量，因此能够实现姿态调整执行机构控制系统快速调整姿态的目的，保证地面模拟仿真试验正确施行。
优选地，如图4、10所示，所述配平装置包括：固定杆81和刀口支架82，所述刀口支架有两个，安装在固定杆的两端，刀口支架呈T型，顶部为尖端状，顶部与横向的2个配平槽口片接触，观察转动平台的横向水平情况作为配平装置的结果，顶部再与纵向的2个配平槽口片接触，观察转动平台的纵向水平情况作为配平装置的结果。
优选地，如图5、8所示，所述第二层控制盒壳体为倒U型，其底部有凹槽421和过线槽422，所述凹槽用于约束第三层控制盒的电池，防止电池滑动；第三层控制盒与第二层控制盒连线穿过过线槽；所述第二层控制盒壳体侧面还有输出接口423。
优选地，如图5、7、9所示，所述第三层控制盒还包括电量显示屏431、充电接口432、保险丝433、压线板434、电源开关435；所述第三层控制盒壳体左侧安装有充电接口和保险丝，给电池436充电和保护电路；所述电量显示屏和电源开关位于第三层控制盒壳体右侧，控制电池的通断和显示电池的电量；所述压线板固定连接线缆。
优选地，如图1、3所示，所述主控飞轮安装在转动平台的一侧，通过控制主控飞轮的转动，带动转动平台旋转；所述磁力矩器安装在转动平台的另一侧，一共两根，垂直分布；所述磁力矩器给主控飞轮做卸载，当主控飞轮达到额定转速时，启动磁力矩器与模拟地磁场做功，保持转动平台的静止，待主控飞轮停止后，再断开磁力矩器； 所述水平仪位于转动平台的对角。
优选地，如图4所示，该系统还包括脚垫9，其位于转动平台下方，不少于3个。
优选地，如图1所示，该系统还包括：干扰飞轮10，其通过干扰飞轮转接板安装在转动平台上，提供干扰力矩。
优选地，如图1、3所示，该系统还包括：高精度陀螺仪11、摄像头12；所述高精度陀螺仪位于主控飞轮右侧，提高位置测量精度和姿态控制精度；所述摄像头位于主控飞轮和干扰飞轮的中间，用于图像定位，模拟太阳敏感器的对日定位功能。所述摄像头可以用星敏代替；所述星敏位于转动平台的左上角；用于对点光源（亮度较高的碘钨灯）定位；定位精度更高，并修正陀螺仪的漂移，提高陀螺仪的控制精度。或者，所述摄像头可以用太敏代替；所述太敏位于电池盒的左侧；用于对点光源（亮度较高的碘钨灯）定位；定位精度更高，并修正陀螺仪的漂移，提高陀螺仪的控制精度。
优选地，该系统还包括地磁环境模拟装置，采用电磁铁模拟地磁场，磁力矩器通过与地磁环境模拟装置所产生的磁场之间做功，给飞轮提供卸载。
还提供了这种小型单轴气浮台半物理仿真系统的工作方法，其包括以下步骤：
（1）在地面先把转动平台以及转动平台上的执行机构安装好，放到小型单轴气浮台上，根据转动的速度判断较重的位置，在对侧的转动平台底部安装配重块，再用调平装置进行微调，使得小型单轴气浮台达到平衡；
（2）先给小型单轴气浮台通气，打开电池盒的电源开关，综合姿态控制箱接收太阳敏感器的太阳矢量信息、陀螺仪的角速度信息、磁强计的磁场信息；完成太阳矢量计算、太阳方向计算、地磁矢量计算、角速度信息处理和姿态确定；完成主控飞轮和磁力矩器的精确力矩和磁矩控制，以抵消环境干扰力矩对半物理仿真系统产生的扰动；
（3）综合姿态控制箱采集陀螺仪、磁强计、太敏输出的测量信号，通过星务盒与地面站通信，显示各项参数信息，根据控制指令要求设计控制信号，然后向控制执行机构反作用飞轮发出控制指令，生成相应的控制力矩；根据飞轮转速反馈情况，当飞轮达到额定转速上限和下限时，启动磁力矩器对反作用飞轮进行卸载；其工作模式：速率阻尼（利用反作用飞轮或者磁力矩器进行对卫星进行卸载，逐渐消除卫星角速度的工作模式）、对日捕获（利用太阳敏感器对太阳的光照区域识别的工作模式）、对日定向（通过太阳敏感器完成对日捕获后，调整太阳能帆板最佳光照角度的工作模式）、对地定向（利用星敏感器确定地球的位置，并调整卫星与地球之间角度的工作模式）、目标凝视（利用姿态感器确定目标位置，调整卫星转动到目标区域的工作模式）、空间指向（利用姿态感器确定空间中的目标位置，调整卫星转动到目标区域的工作模式）、惯性定向（利用加速度计确定卫星当前位置，再根据目标点的位置，调整卫星转动到相应位置的工作模式）、大角度机动（利用飞轮和磁力矩器完成卫星较大角度转动的工作模式）以及安全模式（卫星电池能量较低时，反作用飞轮保持稳定转速3000rpm，降低卫星能耗的工作模式）。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：其包括：小型单轴气浮台（1）、转动平台（2）、调平装置（3）、综合姿态控制箱（4）、磁力矩器（5）、主控飞轮（6）、水平仪（7）、配重块（8）、配平装置；
所述转动平台安装在小型单轴气浮台上，所述综合姿态控制箱、磁力矩器、主控飞轮、水平仪安装在转动平台上，在转动平台的底部均匀分布4个配平槽口片（13），与配平装置配合完成转动平台的基本调平，配重块根据配平装置的结果加载到转动平台的底部，所述调平装置安装在转动平台的侧面，参照水平仪来调整调平装置，实现仿真系统的质心位于气浮台的中心轴线上；
所述综合姿态控制箱分为三层：第一层为姿态控制层，包括第一层控制盒、陀螺仪、磁强计、对外通信的星务计算机，第一层控制盒包括第一层控制盒壳体（41）和控制板，第一层控制盒为倒U型，左右两侧均带有输出接口，其中一侧有用于无线传输的无线收发模块，控制板安装在第一层控制盒壳体内；第二层为电源分配层，包括第二层控制盒壳体（42）、多个电源模块，通过不同输出电压的电源模块把电池的电能分配给姿态控制计算机的各部件；第三层为电池层，包括第三层控制盒壳体（43）、电池、电源开关，为整个系统提供所需要的电能。
2.根据权利要求1所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：所述配平装置包括：固定杆（81）和刀口支架（82），所述刀口支架有两个，安装在固定杆的两端，刀口支架呈T型，顶部为尖端状，顶部与横向的2个配平槽口片接触，观察转动平台的横向水平情况作为配平装置的结果，顶部再与纵向的2个配平槽口片接触，观察转动平台的纵向水平情况作为配平装置的结果。
3.根据权利要求2所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：所述第二层控制盒壳体为倒U型，其底部有凹槽（421）和过线槽（422），所述凹槽用于约束第三层控制盒的电池，防止电池滑动；第三层控制盒与第二层控制盒连线穿过过线槽；所述第二层控制盒壳体侧面还有输出接口（423）。
4.根据权利要求3所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：所述第三层控制盒还包括电量显示屏（431）、充电接口（432）、保险丝（433）、压线板（434）、电源开关（435）；所述第三层控制盒壳体左侧安装有充电接口和保险丝，给电池（436）充电和保护电路；所述电量显示屏和电源开关位于第三层控制盒壳体右侧，控制电池的通断和显示电池的电量；所述压线板固定连接线缆。
5.根据权利要求4所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：所述主控飞轮安装在转动平台的一侧，通过控制主控飞轮的转动，带动转动平台旋转；所述磁力矩器安装在转动平台的另一侧，一共两根，垂直分布；所述磁力矩器给主控飞轮做卸载，当主控飞轮达到额定转速时，启动磁力矩器与模拟地磁场做功，保持转动平台的静止，待主控飞轮停止后，再断开磁力矩器； 所述水平仪位于转动平台的对角。
6.根据权利要求5所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：该系统还包括脚垫（9），其位于转动平台下方，不少于3个。
7.根据权利要求6所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：该系统还包括：干扰飞轮（10），其通过干扰飞轮转接板安装在转动平台上，提供干扰力矩。
8.根据权利要求7所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：该系统还包括：高精度陀螺仪（11）、摄像头（12）；所述高精度陀螺仪位于主控飞轮右侧，提高位置测量精度和姿态控制精度；所述摄像头位于主控飞轮和干扰飞轮的中间，用于图像定位，模拟太阳敏感器的对日定位功能。
9.根据权利要求8所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统，其特征在于：该系统还包括地磁环境模拟装置，采用电磁铁模拟地磁场，磁力矩器通过与地磁环境模拟装置所产生的磁场之间做功，给飞轮提供卸载。
10.根据权利要求9所述的小型单轴气浮台半物理仿真系统的工作方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）在地面先把转动平台以及转动平台上的执行机构安装好，放到小型单轴气浮台上，根据转动的速度判断较重的位置，在对侧的转动平台底部安装配重块，再用调平装置进行微调，使得小型单轴气浮台达到平衡；
（2）先给小型单轴气浮台通气，打开电池盒的电源开关，综合姿态控制箱接收太阳敏感器的太阳矢量信息、陀螺仪的角速度信息、磁强计的磁场信息；完成太阳矢量计算、太阳方向计算、地磁矢量计算、角速度信息处理和姿态确定；完成主控飞轮和磁力矩器的精确力矩和磁矩控制，以抵消环境干扰力矩对半物理仿真系统产生的扰动；
（3）综合姿态控制箱采集陀螺仪、磁强计、太敏输出的测量信号，通过星务盒与地面站通信，显示各项参数信息，根据控制指令要求设计控制信号，然后向控制执行机构反作用飞轮发出控制指令，生成相应的控制力矩；根据飞轮转速反馈情况，当飞轮达到额定转速上限和下限时，启动磁力矩器对反作用飞轮进行卸载；其工作模式：速率阻尼、对日捕获、对日定向、对地定向、目标凝视、空间指向、惯性定向、大角度机动以及安全模式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310068686.7A CN115793500A (zh) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | 小型单轴气浮台半物理仿真系统及工作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310068686.7A CN115793500A (zh) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | 小型单轴气浮台半物理仿真系统及工作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115793500A true CN115793500A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85430014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310068686.7A Pending CN115793500A (zh) | 2023-02-06 | 2023-02-06 | 小型单轴气浮台半物理仿真系统及工作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115793500A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101937195A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-01-05 | 哈尔滨工业大学 | 航天器姿态控制半物理仿真系统 |
| CN102507090A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-06-20 | 河北汉光重工有限责任公司 | 一种精密配平装置 |
| CN104133479A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-11-05 | 上海新跃仪表厂 | 一种采用单轴气浮台模拟挠性卫星三轴姿态耦合运动的测试系统及其方法 |
| CN104848989A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-19 | 哈尔滨工业大学 | 高精度立式气浮转台自动配平装置及配平方法 |
| CN110057556A (zh) * | 2018-01-15 | 2019-07-26 | 北京航空航天大学 | 一种空间定点转动的动力学模拟装置 |
| CN110562495A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-12-13 | 南京理工大学 | 一种立方星偏置动量姿态控制系统 |
| CN112595457A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-02 | 上海卫星工程研究所 | 一种三轴气浮台质心预调平衡装置及其使用方法 |
| CN112937920A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-11 | 湖南揽月机电科技有限公司 | 一种多冗余卫星智能姿控组件及其工作方法 |
| CN113359739A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-07 | 天津中德应用技术大学 | 基于能源替代技术的智能运动装置及其运动控制方法 |
| CN217424317U (zh) * | 2022-05-20 | 2022-09-13 | 苏州柏伦斯智能科技有限公司 | 气浮台 |
-
2023
- 2023-02-06 CN CN202310068686.7A patent/CN115793500A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101937195A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-01-05 | 哈尔滨工业大学 | 航天器姿态控制半物理仿真系统 |
| CN102507090A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-06-20 | 河北汉光重工有限责任公司 | 一种精密配平装置 |
| CN104133479A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-11-05 | 上海新跃仪表厂 | 一种采用单轴气浮台模拟挠性卫星三轴姿态耦合运动的测试系统及其方法 |
| CN104848989A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-19 | 哈尔滨工业大学 | 高精度立式气浮转台自动配平装置及配平方法 |
| CN110057556A (zh) * | 2018-01-15 | 2019-07-26 | 北京航空航天大学 | 一种空间定点转动的动力学模拟装置 |
| CN110562495A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-12-13 | 南京理工大学 | 一种立方星偏置动量姿态控制系统 |
| CN112595457A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-02 | 上海卫星工程研究所 | 一种三轴气浮台质心预调平衡装置及其使用方法 |
| CN112937920A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-11 | 湖南揽月机电科技有限公司 | 一种多冗余卫星智能姿控组件及其工作方法 |
| CN113359739A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-07 | 天津中德应用技术大学 | 基于能源替代技术的智能运动装置及其运动控制方法 |
| CN217424317U (zh) * | 2022-05-20 | 2022-09-13 | 苏州柏伦斯智能科技有限公司 | 气浮台 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张世杰;曹喜滨;王峰;: "微小卫星姿态控制系统半物理仿真设计及验证" * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6524100B2 (ja) | プラットフォーム安定化システム | |
| CN107792393B (zh) | 主从非接触内含式卫星地面验证系统及其验证方法 | |
| CN107111322A (zh) | 云台及其操作方法、控制方法，及使用其的可移动设备 | |
| CN108897239B (zh) | 一种航天器两级姿态控制模拟系统 | |
| CN106467175A (zh) | 双五自由度气浮主从式非接触双超卫星地面原理验证系统 | |
| Cho et al. | A 5-dof experimental platform for spacecraft rendezvous and docking | |
| CN109592083A (zh) | 一种带自动配重的空间飞行器模拟器 | |
| KR20220137908A (ko) | 태양 에너지 추적 시스템 | |
| CN111409879B (zh) | 分离式微小卫星地面全物理原理性验证试验方法 | |
| CN114610075A (zh) | 一种倾转多旋翼飞行器飞控系统及多旋翼无人机 | |
| Gavrilovich et al. | Test bench for nanosatellite attitude determination and control system ground tests | |
| CN112985694B (zh) | 三轴气浮台质心调平衡的方法及系统 | |
| CN115793500A (zh) | 小型单轴气浮台半物理仿真系统及工作方法 | |
| Smith | Dynamic simulators for test of space vehicle attitude control systems | |
| RU2745364C1 (ru) | Способ спутниковой гравитационной градиентометрии | |
| Barari et al. | Testing satellite control systems with drones | |
| CN112937920A (zh) | 一种多冗余卫星智能姿控组件及其工作方法 | |
| Bryła et al. | Compact and lightweight 3D printed platform for testing attitude determination and control system of small satellites | |
| Koubeck et al. | Design of cubesats for formation flying & for extreme low earth orbit | |
| Fujita et al. | Development of Spin Stabilization Control System for the Cosmic Dust Observation CubeSat | |
| Bahu | Development of a ground testing facility and attitude control for magnetically actuated nanosatellites | |
| Shigeto et al. | Development and Evaluation of the 1/30U Small-Sized 3 Axis Attitude Control Module, and its Application for the JEM Internal Ball Camera Robot | |
| CN115783321A (zh) | 大型单轴气浮台半物理仿真系统及其工作方法 | |
| Wren et al. | The Third-Generation Los Alamos 1.5 U CubeSat Attitude Determination and Control System: Design and Initial On-Orbit Results | |
| MARIANI | Design and development of a small satellites three axis attitude simulation platform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230314 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |