三轴气浮台质量特性辨识相关技术研究
发布时间：2020-12-17 23:14
利用三轴气浮台进行卫星地面全物理仿真试验时,三轴气浮台上面需要安装各种试验设备和转动部件等,这些部件安装完之后台体是不平衡的且质量特性未知,因此本文针对三轴气浮台在线调平衡和质量特性辨识算法进行研究,对三轴气浮台模拟卫星高精度的姿轨控试验具有重要的研究意义。首先,研究了三轴气浮台的数学建模问题。基于三轴气浮台的工作原理,分析台体所处的试验环境和所受到的干扰力矩等因素,对于三轴气浮台进行运动学和动力学建模分析,为后面的试验打下理论基础。搭建三轴气浮台仿真实验平台,为验证质量特性辨识模型的准确性做准备。然后,研究了三轴气浮台的自动调平衡问题。在粗调平衡的基础上,提出一种基于动力学反推的质心位置辨识算法,并分析算法中参数的选择对于辨识结果的影响。根据辨识出的质心的位置设计一种质量块的调节方法,补偿不平衡力矩,使质心与转动中心重合,达到在线调平衡的目的。其次,研究了基于最小二乘法的质量特性辨识问题。设计一种基于基本最小二乘法的质量特性辨识算法,并利用三轴气浮台仿真实验平台验证算法的辨识准确性。针对基本最小二乘引入微分环节并忽略了干扰力矩的缺点,设计基于最小二乘法的高精度质量特性辨识方法,同理采...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TASS气浮台实物图
图 1-2 NASA 的 FCT 气浮台 国内卫星仿真试验研究现状我国航天事业的发展相对于国外较晚，在初期大多是通过引进国外备进行全物理仿真试验，但是我国也在不断的投入精力在自主研制，随着我国在卫星及航天事业方面能力的不断提升，我国气浮台的取得了很好地发展，我国研究所和高校纷纷投入到气浮台研制工作已经取得很好的成就。我国的第一颗人造地球卫星 东方红一号 卫星进行地面天线的仿用了气浮台来模拟空间的失重环境[10]。北京控制工程研究所在我国航天事业发展的初期，分别利用气浮台挠性结构卫星，单框架控制力矩陀螺作为执行器，动量轮作为执行全物理仿真试验，同时在高轨道卫星方面也进行了试验，实现了我道卫星方面技术的突破。西北工业大学则利用三轴气浮台针对包括控制算法和质量特性辨
图 1-3 微小卫星姿轨控地面仿真试验系统2 所，509 所和哈工大等单位合作研制了卫，这套系统是风云四号卫星的地面全物理仿统组成，台体的承载能力达 5 吨以上，其承我国研制的气浮台中水平最高的，这套系统到非常重要的作用。台调平衡方法研究现状是利用压缩气体产生的气膜来模拟空间中的台所受到的干扰力矩主要来自气膜间的涡流力矩和由于气浮台体转动中心和质心不重合偏心力矩对于台体的影响最大，所以将三的重心，使其与转动中心重合，减少由于重整个系统后续的姿轨控试验都具有重要作用浮台调平衡主要的方法包括手动调平衡和自
【参考文献】：
期刊论文
[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]三轴气浮台重心自动调整研究[J]. 潘俊帆,康国华,周琼峰. 航天控制. 2017(02)
[3]大型三轴气浮台转动惯量和干扰力矩高精度联合辨识技术[J]. 洪振强,宋效正,吕旺,仲惟超,王田野. 航天器环境工程. 2017(01)
[4]航天科技集团研制成功大型三轴气浮台[J]. 周霞. 军民两用技术与产品. 2016(19)
[5]对角占优矩阵奇异-非奇异的充分必要判据[J]. 金继东. 中国科学:数学. 2014(11)
[6]大型被服务航天器质量特性参数在轨辨识[J]. 翟西,李新洪,刘世轩,曾俊康. 现代电子技术. 2013(21)
[7]组合航天器转动惯量在轨两步辨识标定[J]. 刘伟霞,熊智,郁丰,姚小松. 中国空间科学技术. 2013(02)
[8]航天器质量特性测试技术新进展[J]. 王洪鑫,徐在峰,赵科,陈勉,杜晨. 航天器环境工程. 2011(02)
[9]航天器质量特性参数的在轨辨识方法[J]. 徐文福,何勇,王学谦,梁斌,刘宇. 宇航学报. 2010(08)
[10]航天器转动惯量在线辨识[J]. 黄河,周军,刘莹莹. 系统仿真学报. 2010(05)
硕士论文
[1]三轴气浮转台系统技术实现研究[D]. 毕国龙.哈尔滨工业大学 2012
[2]卫星及气浮台质量特性的在线辨识算法研究[D]. 王书廷.哈尔滨工业大学 2006
[3]空间飞行器姿态控制仿真试验平台系统研究与设计[D]. 鲁兴举.国防科学技术大学 2005
本文编号：2922877
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TASS气浮台实物图
图 1-2 NASA 的 FCT 气浮台 国内卫星仿真试验研究现状我国航天事业的发展相对于国外较晚，在初期大多是通过引进国外备进行全物理仿真试验，但是我国也在不断的投入精力在自主研制，随着我国在卫星及航天事业方面能力的不断提升，我国气浮台的取得了很好地发展，我国研究所和高校纷纷投入到气浮台研制工作已经取得很好的成就。我国的第一颗人造地球卫星 东方红一号 卫星进行地面天线的仿用了气浮台来模拟空间的失重环境[10]。北京控制工程研究所在我国航天事业发展的初期，分别利用气浮台挠性结构卫星，单框架控制力矩陀螺作为执行器，动量轮作为执行全物理仿真试验，同时在高轨道卫星方面也进行了试验，实现了我道卫星方面技术的突破。西北工业大学则利用三轴气浮台针对包括控制算法和质量特性辨
图 1-3 微小卫星姿轨控地面仿真试验系统2 所，509 所和哈工大等单位合作研制了卫，这套系统是风云四号卫星的地面全物理仿统组成，台体的承载能力达 5 吨以上，其承我国研制的气浮台中水平最高的，这套系统到非常重要的作用。台调平衡方法研究现状是利用压缩气体产生的气膜来模拟空间中的台所受到的干扰力矩主要来自气膜间的涡流力矩和由于气浮台体转动中心和质心不重合偏心力矩对于台体的影响最大，所以将三的重心，使其与转动中心重合，减少由于重整个系统后续的姿轨控试验都具有重要作用浮台调平衡主要的方法包括手动调平衡和自
【参考文献】：
期刊论文
[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]三轴气浮台重心自动调整研究[J]. 潘俊帆,康国华,周琼峰. 航天控制. 2017(02)
[3]大型三轴气浮台转动惯量和干扰力矩高精度联合辨识技术[J]. 洪振强,宋效正,吕旺,仲惟超,王田野. 航天器环境工程. 2017(01)
[4]航天科技集团研制成功大型三轴气浮台[J]. 周霞. 军民两用技术与产品. 2016(19)
[5]对角占优矩阵奇异-非奇异的充分必要判据[J]. 金继东. 中国科学:数学. 2014(11)
[6]大型被服务航天器质量特性参数在轨辨识[J]. 翟西,李新洪,刘世轩,曾俊康. 现代电子技术. 2013(21)
[7]组合航天器转动惯量在轨两步辨识标定[J]. 刘伟霞,熊智,郁丰,姚小松. 中国空间科学技术. 2013(02)
[8]航天器质量特性测试技术新进展[J]. 王洪鑫,徐在峰,赵科,陈勉,杜晨. 航天器环境工程. 2011(02)
[9]航天器质量特性参数的在轨辨识方法[J]. 徐文福,何勇,王学谦,梁斌,刘宇. 宇航学报. 2010(08)
[10]航天器转动惯量在线辨识[J]. 黄河,周军,刘莹莹. 系统仿真学报. 2010(05)
硕士论文
[1]三轴气浮转台系统技术实现研究[D]. 毕国龙.哈尔滨工业大学 2012
[2]卫星及气浮台质量特性的在线辨识算法研究[D]. 王书廷.哈尔滨工业大学 2006
[3]空间飞行器姿态控制仿真试验平台系统研究与设计[D]. 鲁兴举.国防科学技术大学 2005
本文编号：2922877
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