卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统设计及分析

发布时间：2021-11-25 01:46

　　伴随着多飞行器系统与人工智能技术的飞速发展,航天领域提出了空间卫星远程修复的发展设想,以弥补传统修复方式的局限与不足。在空间卫星远程修复系统中,跟踪卫星的跟踪及控制性能对修复效果具有决定性的作用,其关键技术的突破迫切需要在地面进行可靠、有效的试验测试与验证。在这种背景下,本文针对跟踪卫星在捕获、跟踪以及远程修复指向控制中关键技术验证问题,提出一套卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统设计方案,并提出了仿真系统的效能评估方法,为仿真系统试验结果的可信度提供有效的分析方法,同时为我国远程修复任务的关键技术攻关提供有效的仿真分析手段和验证方法。本文首先研究了卫星姿态轨道控制地面仿真试验的研究现状。分析了卫星姿轨控地面仿真试验中所涉及的理论框架,在介绍气浮台工作原理的基础上,建立了气浮台的运动学模型与动力学模型;推导了C-W方程,确定了目标卫星与跟踪卫星、修复单元与跟踪卫星以及修复单元与目标卫星的相对运动关系,为之后的仿真系统的设计与实现提供理论支撑。然后,研究了时空缩比理论并分析了缩比设计对系统精度的影响。在对空间中两卫星相对运动研究的基础上,分析论证了时空缩比理论,综合考虑系统各方面条件的限制... 

【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】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

卫星仿真工具包SatelliteToolKit（STK）

哈尔滨工业大学硕士学位论文-4-图1-3微纳卫星姿控半物理仿真平台结构图上海航天控制技术研究所的张怡文、陈杭等人设计出通用模块化的仿真测试系统，采用主流的PXI总线测试技术与标准通用的cPCI总线板卡实现各测试模块的功能，具备模块化、通用化以及小型化的优点，便于移植使用[15]。北京航空航天大学大学的杨照华教授基于VxWorks操作系统和MatlabRTW，设计出一种卫星姿态实时确定半物理仿真综合实验系统，用于完成对卫星姿态确定算法有效性的评估[16]。图1-4卫星姿态确定系统半物理实时仿真实验系统方案

哈尔滨工业大学硕士学位论文-4-图1-3微纳卫星姿控半物理仿真平台结构图上海航天控制技术研究所的张怡文、陈杭等人设计出通用模块化的仿真测试系统，采用主流的PXI总线测试技术与标准通用的cPCI总线板卡实现各测试模块的功能，具备模块化、通用化以及小型化的优点，便于移植使用[15]。北京航空航天大学大学的杨照华教授基于VxWorks操作系统和MatlabRTW，设计出一种卫星姿态实时确定半物理仿真综合实验系统，用于完成对卫星姿态确定算法有效性的评估[16]。图1-4卫星姿态确定系统半物理实时仿真实验系统方案

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于VxWorks的卫星姿态确定系统实验教学[J]. 杨照华,魏列江,冯柏晨,邵辉.  实验技术与管理. 2020(02)
[2]仿真可信性评估中的若干问题及对策研究[J]. 焦鹏,张琪,魏翔宇,查亚兵.  系统仿真学报. 2019(07)
[3]卫星姿轨控半物理仿真测试系统[J]. 张怡文,刘曌,陈杭.  计算机测量与控制. 2017(11)
[4]超低干扰力矩微纳卫星姿控半物理仿真平台[J]. 刘延芳,刘兴富,齐乃明.  系统工程与电子技术. 2017(08)
[5]五吨承载三轴气浮台研制成功填补我国技术空白[J].   传感器世界. 2016(09)
[6]基于改进信息熵的综合反隐身作战效能评估[J]. 唐鑫,杨建军.  指挥控制与仿真. 2016(04)
[7]改进信息熵的新装备体系作战效能评估方法研究[J]. 唐鑫,杨建军,张磊.  舰船电子工程. 2016(07)
[8]全数字仿真及其在卫星在轨维护中的应用[J]. 欧阳高翔,李鑫,董鑫,孙成明,杨新.  系统仿真学报. 2016(04)
[9]一种改进的相对轨道动力学模型[J]. 吕纪远,周军,刘莹莹.  空军工程大学学报(自然科学版). 2011(05)
[10]三轴气浮平台质量特性对调平衡影响的研究[J]. 向东,许剑,杨庆俊,包钢.  液压与气动. 2009(10)

硕士论文
[1]小卫星敏捷姿态控制及全物理仿真技术研究[D]. 林鲁超.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[2]三轴气浮台质量特性辨识相关技术研究[D]. 李丹阳.哈尔滨工业大学 2018
[3]基于数字地球的遥感卫星对地成像仿真研究[D]. 汪志良.西安电子科技大学 2014
[4]基于VxWorks的卫星姿态重构控制半物理仿真系统设计与实现[D]. 成婧.南京航空航天大学 2014
[5]空间飞行器姿轨控系统地面仿真验证方法研究[D]. 何朝斌.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3517172