利用三軸氣浮臺進行衛(wèi)星地面全物理仿真試驗時,三軸氣浮臺上面需要安裝各種試驗設備和轉動部件等,這些部件安裝完之后臺體是不平衡的且質量特性未知,因此本文針對三軸氣浮臺在線調平衡和質量特性辨識算法進行研究,對三軸氣浮臺模擬衛(wèi)星高精度的姿軌控試驗具有重要的研究意義。首先,研究了三軸氣浮臺的數學建模問題�；谌S氣浮臺的工作原理,分析臺體所處的試驗環(huán)境和所受到的干擾力矩等因素,對于三軸氣浮臺進行運動學和動力學建模分析,為后面的試驗打下理論基礎。搭建三軸氣浮臺仿真實驗平臺,為驗證質量特性辨識模型的準確性做準備。然后,研究了三軸氣浮臺的自動調平衡問題。在粗調平衡的基礎上,提出一種基于動力學反推的質心位置辨識算法,并分析算法中參數的選擇對于辨識結果的影響。根據辨識出的質心的位置設計一種質量塊的調節(jié)方法,補償不平衡力矩,使質心與轉動中心重合,達到在線調平衡的目的。其次,研究了基于最小二乘法的質量特性辨識問題。設計一種基于基本最小二乘法的質量特性辨識算法,并利用三軸氣浮臺仿真實驗平臺驗證算法的辨識準確性。針對基本最小二乘引入微分環(huán)節(jié)并忽略了干擾力矩的缺點,設計基于最小二乘法的高精度質量特性辨識方法,同理采... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

TASS氣浮臺實物圖

圖 1-2 NASA 的 FCT 氣浮臺 國內衛(wèi)星仿真試驗研究現(xiàn)狀我國航天事業(yè)的發(fā)展相對于國外較晚，在初期大多是通過引進國外備進行全物理仿真試驗，但是我國也在不斷的投入精力在自主研制，隨著我國在衛(wèi)星及航天事業(yè)方面能力的不斷提升，我國氣浮臺的取得了很好地發(fā)展，我國研究所和高校紛紛投入到氣浮臺研制工作已經取得很好的成就。我國的第一顆人造地球衛(wèi)星 東方紅一號 衛(wèi)星進行地面天線的仿用了氣浮臺來模擬空間的失重環(huán)境[10]。北京控制工程研究所在我國航天事業(yè)發(fā)展的初期，分別利用氣浮臺撓性結構衛(wèi)星，單框架控制力矩陀螺作為執(zhí)行器，動量輪作為執(zhí)行全物理仿真試驗，同時在高軌道衛(wèi)星方面也進行了試驗，實現(xiàn)了我道衛(wèi)星方面技術的突破。西北工業(yè)大學則利用三軸氣浮臺針對包括控制算法和質量特性辨

圖 1-3 微小衛(wèi)星姿軌控地面仿真試驗系統(tǒng)2 所，509 所和哈工大等單位合作研制了衛(wèi)，這套系統(tǒng)是風云四號衛(wèi)星的地面全物理仿統(tǒng)組成，臺體的承載能力達 5 噸以上，其承我國研制的氣浮臺中水平最高的，這套系統(tǒng)到非常重要的作用。臺調平衡方法研究現(xiàn)狀是利用壓縮氣體產生的氣膜來模擬空間中的臺所受到的干擾力矩主要來自氣膜間的渦流力矩和由于氣浮臺體轉動中心和質心不重合偏心力矩對于臺體的影響最大，所以將三的重心，使其與轉動中心重合，減少由于重整個系統(tǒng)后續(xù)的姿軌控試驗都具有重要作用浮臺調平衡主要的方法包括手動調平衡和自

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Attitude control without angular velocity measurement for flexible satellites[J]. Qinghua ZHU,Guangfu MA,Xiaoting WANG,Aiguo WU.  Chinese Journal of Aeronautics. 2018(06)
[2]三軸氣浮臺重心自動調整研究[J]. 潘俊帆,康國華,周瓊峰.  航天控制. 2017(02)
[3]大型三軸氣浮臺轉動慣量和干擾力矩高精度聯(lián)合辨識技術[J]. 洪振強,宋效正,呂旺,仲惟超,王田野.  航天器環(huán)境工程. 2017(01)
[4]航天科技集團研制成功大型三軸氣浮臺[J]. 周霞.  軍民兩用技術與產品. 2016(19)
[5]對角占優(yōu)矩陣奇異-非奇異的充分必要判據[J]. 金繼東.  中國科學:數學. 2014(11)
[6]大型被服務航天器質量特性參數在軌辨識[J]. 翟西,李新洪,劉世軒,曾俊康.  現(xiàn)代電子技術. 2013(21)
[7]組合航天器轉動慣量在軌兩步辨識標定[J]. 劉偉霞,熊智,郁豐,姚小松.  中國空間科學技術. 2013(02)
[8]航天器質量特性測試技術新進展[J]. 王洪鑫,徐在峰,趙科,陳勉,杜晨.  航天器環(huán)境工程. 2011(02)
[9]航天器質量特性參數的在軌辨識方法[J]. 徐文福,何勇,王學謙,梁斌,劉宇.  宇航學報. 2010(08)
[10]航天器轉動慣量在線辨識[J]. 黃河,周軍,劉瑩瑩.  系統(tǒng)仿真學報. 2010(05)

碩士論文
[1]三軸氣浮轉臺系統(tǒng)技術實現(xiàn)研究[D]. 畢國龍.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[2]衛(wèi)星及氣浮臺質量特性的在線辨識算法研究[D]. 王書廷.哈爾濱工業(yè)大學 2006
[3]空間飛行器姿態(tài)控制仿真試驗平臺系統(tǒng)研究與設計[D]. 魯興舉.國防科學技術大學 2005



本文編號：2922877