[发明专利]一种航天器软着陆模拟实验装置及模拟方法

权利要求书

1.一种航天器软着陆模拟实验装置，其特征在于，包括小角度倾斜平台(3)，

所述的小角度倾斜平台(3)的其中一端部的下侧连接有小型液压同步调整系统(4)；

所述的小角度倾斜平台(3)上设置有着陆器模拟件(1)；

所述的着陆器模拟件(1)的下表面安装有气浮气垫(5)；所述的着陆器模拟件(1)的上表面贴有轻质荧光反射片(6)；所述的着陆器模拟件(1)侧面安装有冷气推力喷管(2)；

所述的实验装置还设置有双目计算机视觉系统(7)。

2.根据权利要求1所述的一种航天器软着陆模拟实验装置，其特征在于，所述的轻质荧光反射片(6)的数目为3个。

3.一种航天器软着陆模拟实验装置的模拟方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，利用等比缩放的办法实现地面实验系统与真实系统的力学等效；

步骤2，通过气浮平台的气垫支撑，将着陆仿真器置于小角度倾斜平台上；

步骤3，根据在着陆仿真器上表面贴轻质荧光反射片，利用双目计算机视觉系统确定标识点位置信息，实现着陆仿真器状态的无接触测量；

步骤4，根据控制器输出指令实时调整冷气推力喷管的方向或对其进行开关控制，实现着陆仿真器的运动控制。

4.根据权利要求3所述的一种航天器软着陆模拟实验装置的模拟方法，其特征在于，所述的步骤1具体为：

1.1，根据缩比系数δ确定期望的缩比重力加速度值：

g‾=δg]]>

式中，g为真实重力加速度；

1.2，通过调节斜坡，即气浮平台的倾角，使得重力加速度沿斜坡上平面的有效分量等于实现重力加速度的缩比等效；缩比系数δ与斜坡倾角应满足以下关系：

g‾=δg=g sinθ;]]>

1.3，进一步由缩比系数可确定斜坡倾角为：

θ＝arcsinδ；

1.4，对真实外力进行缩比；将真实系统所受喷气力大小记为F，其在实验系统中的缩比值记为所致的平动加速度大小分别记为a和取真实系统与实验系统质量相等，则有：

F‾=δF,a‾=δa;]]>

1.5，同理，喷气力F所得力矩值M和角加速度值α与其缩比量和的关系为：

M‾=δM,α‾=δα.]]>

5.根据权利要求3所述的一种航天器软着陆模拟实验装置的模拟方法，其特征在于，所述的步骤3具体为：通过三个轻质荧光反射片的位置，确定着陆仿真器的转角φ，公式为：

φ=13(arc tan(y3′-y1′x3′-x1′)+arc tan(y3′-y2′x3′-x2′)+arc tan(y2′-y1′x2′-x1′))]]>

其中x₁′、y₁′分别为1号荧光反射片移动后的坐标值，x₂′、y₂′分别为2号荧光反射片移动后的坐标值，x₃′、y₃′分别为3号荧光反射片移动后的坐标值。