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基于气浮的卫星挠性旋转帆板物理仿真系统设计
Design of Physical Simulation System for Satellite Flexible Rotating Panels Based on Flotation

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尹猛 1   徐志刚 1   白鑫林 1   刘哲 2  
文摘 挠性附件运动时产生的弹性振动是影响空间飞行器指向精度和控制性能的主要原因.因此,在地面对控制系统抑制振动的性能进行验证具有重要意义.由于太阳帆板低频且长度较大,在地面构建大范围运动的空间微重力环境,耗资及难度极大.本文提出一种基于等效主轴惯量与挠性频率的卫星挠性旋转帆板挠性模拟器,基于气浮法设计了低摩擦与微重力环境的物理仿真系统,并建立了模拟器的动力学模型,等效模拟了卫星挠性旋转帆板的振动特性,降低了卫星挠性旋转帆板地面微重力运动环境模拟的难度,实现了对其控制算法抑制振动性能的有效及高经济性测试.仿真结果表明,模拟器可以通过简单操作实现参数的平滑改变以模拟不同参数及结构的卫星挠性旋转帆板,且具有与真实太阳帆板一致的振动特性,满足测试要求.
其他语种文摘 The elastic vibration is the main reason that affects the pointing accuracy and control performance of the space vehicle. It is of great interest to verify the ability of the control system to suppress vibration. Because the natural vibration frequency of solar panel is very low and its scale is large, the difficulty and cost to construct a spatial microgravity environment in ground are great. A flexible simulator based on equivalent principal axis inertia and flexible frequency is presented. Based on flotation technique, the physical simulation system of low friction and micro gravity environment is designed, and the dynamic model of the simulator is established, which realizes the effective and high economic test of the control algorithm. The results verify that the vibration characteristics of the simulator is consistent with those of the real solar panel, and its performance meets the test requirements. The simulator can change the parameters smoothly through a simple operation to simulate various flexible satellite rotating panel with different parameter and structure.
来源 空间科学学报 ,2017,37(3):338-343 【核心库】
DOI 10.11728/cjss2017.03.338
关键词 卫星旋转帆板 ; 主轴惯量 ; 挠性频率 ; 动力学等效 ; 振动特性
地址

1. 中国科学院沈阳自动化研究所, 沈阳, 110016  

2. 东北大学机械工程与自动化学院, 沈阳, 110819

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 0254-6124
学科 机械、仪表工业;航天(宇宙航行)
文献收藏号 CSCD:5976174

参考文献 共 9 共1页

1.  王有松. 卫星姿态控制及地面仿真实现方法研究,2014 被引 1    
2.  陆栋宁. 带旋转挠性太阳帆板卫星自适应控制. 航天控制,2014,32(1):49-54 被引 2    
3.  Goes L C S. Modeling and control of multibody system with flexible appendages. Nonl. Dyn. Chaos Contr. Appl. Eng. Sci,1998,2:75-91 被引 1    
4.  徐志刚. 基于等效惯量模拟的空间站转位机械臂承载性能测试. 机器人,2015,37(2):231-236 被引 9    
5.  杨辉. 带柔性附件的中心刚体的频率特性及实验研究. 空间科学学报,2002,22(4):372-379 被引 4    
6.  徐文福. 空间机器人微重力模拟实验系统研究综述. 机器人,2009,31(1):88-96 被引 45    
7.  徐志刚. 空间对接缓冲试验台对接环重力平衡技术. 仪器仪表学报,2009,30(6):1140-1144 被引 5    
8.  白圣建. 挠性航天器的建模与控制方法研究,2005 被引 5    
9.  刘莹莹. 卫星多轴指向姿态控制全物理仿真实验研究. 宇航学报,2006,27(4):790-793 被引 8    
引证文献 1

1 贺云 空间站对日定向装置试验台的控制器设计与精度考核 宇航学报,2018,39(6):674-682
被引 1

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