[发明专利]卫星姿态控制地面全物理仿真智能控制系统

说明书

本发明提供一种卫星姿态控制地面全物理仿真智能控制系统，包括调压阀、压力传感器、水平仪、称重传感器和控制器，调压阀的控制端和压力传感器的输出端均与控制器连接，水平仪和称重传感器的输出端均与控制器连接；水平仪测量基座的水平度并将数据输出给控制器，称重传感器实时测量试验台体的重量并将数据输出给控制器；本发明基于模糊智能控制的思想，选取因变量建立系统模型，根据Lyapunov稳定性分析理论设计了使得系统渐进稳定的控制器，并且采用分段线性化的思想处理使得系统设计的保守性更低，并且控制对象和控制器的描述规则不进行限定，提高了系统设计的灵活性。本发明原理简单，便于维护。

技术领域

本发明涉及测量技术，具体涉及一种卫星姿态控制地面全物理仿真智能控制系统。

背景技术

空间飞行器特殊的运行环境使其地面仿真试验显得尤为重要，针对空间飞行器研制的全物理地面仿真系统的核心设备是基于气浮球轴承构建的气浮仿真平台，依靠压缩空气在气浮球与球轴承座之间形成的气膜，使模拟台体浮起，从而实现近似无摩擦的相对运动条件，以模拟卫星在外层空间所受干扰力矩很小的力学环境。这其中涡流力矩和承载力是两个最关键的指标，不同的供气压力、承载力会表现出不同的涡流力矩，涡流力矩直接关系平台的仿真性能，因此研究这种承载力、涡流力矩的自动稳定性控制具有重要的研究意义。

经检索文献发现，发明专利申请号：201410398151，专利名称为全自动三轴气浮台微干扰力矩测量系统及方法，包括气浮球和球窝，及其所提供的系统和方法，利用全转动时，对称结构所形成的章动，可以有效地解决气浮球轴承与球窝之间的干涉问题，可以实现在小角度的范围内测量气浮球轴承的干扰力矩。但该方法不涉及承载力及供气压力等问题，不能直接用于飞行器姿态控制地面仿真系统稳定性的调整。

中国发明专利申请号：CN201410390718，专利名称为一种采用单轴气浮台模拟挠性卫星三轴姿态耦合运动的测试系统及其方法，采用单轴气浮台模拟卫星某一轴的姿态运动，通过对单轴气浮台进行功能扩展，采取物理特性和数学模型相结合的方式，通过数学模型的解算，将星体单轴姿态运动过程中受到的三轴耦合力矩、挠性附件干扰力矩以及空间环境干扰力矩通过力矩输出装置来实现，能够提高采用单轴气浮台验证挠性卫星单轴姿态运动的有效性，更真实的反映卫星在轨的单轴姿态运动，但该发明没有涉及气浮台稳定性的调试分析等内容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星姿态控制地面全物理仿真系统智能控制系统，原理简单，成本低，工程上易于实现，便于维护。

本发明采用以下技术方案予以实现：

一种卫星姿态控制地面全物理仿真智能控制系统，包括调压阀、压力传感器、水平仪、称重传感器和控制器；调压阀和气浮球轴承的供气管路连接，压力传感器与气浮球轴承的缓冲腔连接，调压阀的控制端和压力传感器的输出端均与控制器连接，水平仪和称重传感器均安装于球轴承座下端，水平仪和称重传感器的输出端均与控制器连接；水平仪测量基座的水平度并将数据输出给控制器，称重传感器实时测量试验台体的重量并将数据输出给控制器。

如上所述的控制器的控制方法如下：

选取供气压力P、实际承载量G、基座水平度L、机动角度A为因变量，其中供气压力P、实际承载量G、基座水平度L可以实时检测并反馈给控制器，选取姿态调整机构的控制量C和压力调整机构的控制量W为输出变量，根据模糊理论建立词集和控制规则库，建模中对于规则i描述如下：

规则i：如果P属于并且G属于并且L属于

那么