三軸氣浮臺(tái)可用于航天器的全物理仿真試驗(yàn),可以模擬低重力、微摩擦的空間環(huán)境,在地面進(jìn)行衛(wèi)星的整星級的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)。為了保證試驗(yàn)順利進(jìn)行,需要使得三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心相對氣浮球軸承球心的偏離盡量小,而且具備與真實(shí)航天器相同的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。為了保證氣浮臺(tái)質(zhì)量特性可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在初期設(shè)計(jì)階段必須對轉(zhuǎn)臺(tái)搭載的載荷進(jìn)行布局優(yōu)化設(shè)計(jì)�？紤]到實(shí)際研制過程中存在一些轉(zhuǎn)動(dòng)慣量未知以及不可建模的組件,實(shí)際的質(zhì)量特性與設(shè)計(jì)的理論值存在差異。為了便于轉(zhuǎn)臺(tái)質(zhì)量特性的量化評估,可通過辨識獲得其質(zhì)量特性。針對三軸氣浮臺(tái)質(zhì)量特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)和參數(shù)辨識問題,本文展開了以下研究工作:首先,針對三軸氣浮臺(tái)質(zhì)量特性優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,提出一種基于粒子群的載荷布局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。以載荷形心位置和載荷轉(zhuǎn)角為設(shè)計(jì)變量,以質(zhì)心位置和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為優(yōu)化的性能指標(biāo),建立設(shè)備的布局優(yōu)化模型,并給出了載荷間幾何不干涉算法。采用線性加權(quán)和法將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題求解。然后通過粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行仿真,證明了該質(zhì)量特性優(yōu)化設(shè)計(jì)算法行之有效。其次,針對三軸氣浮臺(tái)質(zhì)量特性參數(shù)辨識問題,建立三軸氣浮臺(tái)的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型。通過仿真對比基于3D擺的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型和...

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【學(xué)位級別】：碩士

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圖1-2維吉尼亞理工Whorl-I究日益成熟，并逐漸的系列化和通用化

學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文分，三軸氣浮臺(tái)種類主要包括平臺(tái)式氣浮浮臺(tái)[11]。一套平臺(tái)式三軸氣浮臺(tái)用于教學(xué)和研究如圖1-1所示。氣浮臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為俯浮臺(tái)承載能力達(dá)300磅，臺(tái)上搭載有星元等多種傳感器。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括冷噴氣配備獨(dú)立的的直流電源系統(tǒng)，可為各載理工大學(xué)研制了平臺(tái)式氣浮臺(tái)W....

圖1-4霍尼韋爾公司傘式氣浮臺(tái)傘式氣浮臺(tái)在運(yùn)動(dòng)范圍上有所改進(jìn)，但是其滾轉(zhuǎn)角仍然不能滿足某些試驗(yàn)的

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文(b)搭載用戶設(shè)備FW公司提供的姿控系統(tǒng)測試平臺(tái)方構(gòu)型限制，通常其俯仰角和滾推出了傘式氣浮臺(tái)。傘式氣浮，同時(shí)增加臺(tái)體下方的直徑，公司研發(fā)的MCS/LOS三軸氣

圖1-5空軍技術(shù)研究所啞鈴型氣浮臺(tái)SimSatI

長的支撐法蘭連接，同時(shí)增加臺(tái)體下方的直徑，從而增加運(yùn)動(dòng)范圍氣浮臺(tái)有霍尼韋爾公司研發(fā)的MCS/LOS三軸氣浮臺(tái)[19-21]，如圖1圖1-4霍尼韋爾公司傘式氣浮臺(tái)氣浮臺(tái)在運(yùn)動(dòng)范圍上有所改進(jìn)，但是其滾轉(zhuǎn)角仍然不能滿足某些試究人員又研發(fā)了啞鈴式的三軸氣浮臺(tái)。例如2000年....

圖1-6CubeSat三軸模擬器國內(nèi)對于三軸氣浮臺(tái)的研究起步相對較晚，最初通過與俄羅斯進(jìn)行聯(lián)合研制

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文星，由于尺寸較小，將載荷直接放在球狀三軸氣浮臺(tái)。例如2011年，海軍研究ubeTAS，用來驗(yàn)證微小衛(wèi)星的姿態(tài)確定和滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍可達(dá)±50°，臺(tái)上裝有多種傳太陽敏感器），通過反作用輪和磁線圈進(jìn)

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