三轴气浮台质量特性优化设计及其参数辨识方法研究

发布时间：2024-03-20 02:25

　　三轴气浮台可用于航天器的全物理仿真试验,可以模拟低重力、微摩擦的空间环境,在地面进行卫星的整星级的姿态动力学试验。为了保证试验顺利进行,需要使得三轴气浮台质心相对气浮球轴承球心的偏离尽量小,而且具备与真实航天器相同的转动惯量。为了保证气浮台质量特性可以达到设计要求,在初期设计阶段必须对转台搭载的载荷进行布局优化设计。考虑到实际研制过程中存在一些转动惯量未知以及不可建模的组件,实际的质量特性与设计的理论值存在差异。为了便于转台质量特性的量化评估,可通过辨识获得其质量特性。针对三轴气浮台质量特性的优化设计和参数辨识问题,本文展开了以下研究工作:首先,针对三轴气浮台质量特性优化设计问题,提出一种基于粒子群的载荷布局优化设计方法。以载荷形心位置和载荷转角为设计变量,以质心位置和转动惯量为优化的性能指标,建立设备的布局优化模型,并给出了载荷间几何不干涉算法。采用线性加权和法将多目标优化问题转化为单目标优化问题求解。然后通过粒子群优化算法进行仿真,证明了该质量特性优化设计算法行之有效。其次,针对三轴气浮台质量特性参数辨识问题,建立三轴气浮台的姿态动力学模型。通过仿真对比基于3D摆的姿态动力学模型和...

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图1-2维吉尼亚理工Whorl-I究日益成熟，并逐渐的系列化和通用化

学工学硕士学位论文分，三轴气浮台种类主要包括平台式气浮浮台[11]。一套平台式三轴气浮台用于教学和研究如图1-1所示。气浮台的转动范围为俯浮台承载能力达300磅，台上搭载有星元等多种传感器。执行机构包括冷喷气配备独立的的直流电源系统，可为各载理工大学研制了平台式气浮台W....

图1-4霍尼韦尔公司伞式气浮台伞式气浮台在运动范围上有所改进，但是其滚转角仍然不能满足某些试验的

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图1-5空军技术研究所哑铃型气浮台SimSatI

长的支撑法兰连接，同时增加台体下方的直径，从而增加运动范围气浮台有霍尼韦尔公司研发的MCS/LOS三轴气浮台[19-21]，如图1图1-4霍尼韦尔公司伞式气浮台气浮台在运动范围上有所改进，但是其滚转角仍然不能满足某些试究人员又研发了哑铃式的三轴气浮台。例如2000年....

图1-6CubeSat三轴模拟器国内对于三轴气浮台的研究起步相对较晚，最初通过与俄罗斯进行联合研制

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文星，由于尺寸较小，将载荷直接放在球状三轴气浮台。例如2011年，海军研究ubeTAS，用来验证微小卫星的姿态确定和滚转运动范围可达±50°，台上装有多种传太阳敏感器），通过反作用轮和磁线圈进

本文编号：3932815