[发明专利]卫星磁测磁控系统的全实物验证平台与工作方法

权利要求书

1.一种卫星磁测磁控系统的全实物验证平台，其特征在于包括单轴气浮台、台上计算机系统、测角系统、通信计算机、微型磁模拟器、星载磁强计、星载计算机和环境模拟计算机，其中台上计算机系统包括台上计算机、台上磁强计和磁力矩器，测角系统包括测角光栅和测角计算机，台上计算机系统和测角光栅设置于单轴气浮台上，星载磁强计设置于微型磁模拟器上，通信计算机和台上磁强计的输出端分别接台上计算机的输入端，台上计算机与磁力矩器双向通信，测角光栅的输出端依次串接测角计算机、环境模拟计算机后接微型磁模拟器的输入端，星载磁强计的输出端串接星载计算机后接通信计算机的输入端。

2.一种基于权利要求1所述的卫星磁测磁控系统的全实物验证平台的工作方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)单轴气浮台配平；

(2)标定单轴气浮台以及包括台上计算机系统和测角光栅的转动惯量；

(3)标定单轴气浮台干扰力矩，拟合并形成干扰力矩补偿计算式；

(4)标定单轴气浮台台体剩磁；

(5)标定微型磁模拟器的线圈常数矩阵；

(6)设置单轴气浮台的初始角度与角速度；

(7)测角系统以频率0.5Hz～20Hz向环境模拟计算机发送角度参数；

(8)环境模拟计算机以第(7)步中相同的频率计算在轨磁场，并向微型磁模拟器发送磁场指令；

(9)微型磁模拟器接收到环境模拟计算机的磁场指令后，实时激励出期望的在轨磁场；

(10)星载磁强计实时敏感在轨磁场；

(11)星载计算机中的姿态测量与控制程序按既定的测量控制周期执行算法：在控制周期的初始时刻即0T，其中T为测量控制周期，星载计算机采集磁强计数据，采用卡尔曼滤波算法估计单轴气浮台模拟的太空中的微小卫星的姿态角与角速度，然后根据姿态角与角速度执行不同的控制律计算控制力矩，控制卫星实现稳态保持或大机动；在控制周期的某时刻即m×T，其中0＜m＜1，强制控制力矩为零，让磁力矩器复位，从而实现磁强计与磁力矩器的分时工作；

(12)通信计算机一旦接收到星载计算机的控制力矩指令，立刻向单轴气浮台上的台上计算机系统转发；

(13)台上计算机根据控制力矩指令，如果接收到零控制力矩指令，直接将磁力矩器复位；如果接收到非零控制力矩，则采集台上磁强计的输出，并计算出应输出的磁矩向磁力矩器发送控制指令；

(14)重复(7)～(13)，直至完成某次实验，重复(6)～(13)，完成不同初始条件下的实验，如果平台长期闲置后重新使用，重复(1)～(13)。