[发明专利]一种动目标跟瞄的三超控制全物理验证系统及方法

权利要求书

1.一种动目标跟瞄的三超控制全物理验证系统，其特征在于包括星体姿控模拟系统、载荷模拟器、光学补偿快反镜控制模拟系统、动目标模拟组件和验证计算单元，其中：

星体姿控模拟系统，用于模拟星体姿态，构成动目标跟瞄的第一级姿态控制；

主动指向超静平台控制模拟系统，用于模拟主动指向超静平台，所述主动指向超静平台用于连接星体和载荷，构成动目标跟瞄的第二级姿态控制；

载荷模拟器，模拟载荷，测量载荷姿态；

动目标模拟组件，包括跟瞄误差测量敏感器(71)、导轨(72)和靶面(73)，跟瞄误差测量敏感器(71)和靶面(73)均固定安装在导轨(72)上，沿导轨(72)移动，用于模拟动目标的运动轨迹；测量光斑偏离靶面中心的位移，并将测量结果发送至验证单元；

光学补偿快反镜控制模拟系统，固定安装在载荷模拟器上，随着载荷模拟器运动；产生激光光束，激光光束经过反射后，通过角度放大光路(53)将反射后的激光光束偏转轴进行角度放大后传输至动目标模拟组件靶面(73)上，形成光斑，通过调整光束的偏转角度，控制光斑持续跟踪动目标模拟组件靶面中心点，构成动目标跟瞄的第三级姿态控制；角度放大光路与动目标模拟组件靶面之间的距离为D，用于模拟实际目标距离L、动目标模拟组件靶面边长为l，用于模拟实际视野范围H；

验证计算单元，根据光斑偏离靶面中心的位移，计算目标跟瞄误差，根据目标跟瞄误差、载荷姿态测量值θ_l和星体姿态测量值θ_s，计算由三级姿态控制确定的动目标方位角β₁，将三级姿态控制确定的动目标方位角β₁与动目标实际方位角β作差，得到三级姿态控制确定的目标方位误差。

2.根据权利要求1所述的一种动目标跟瞄的超精超稳超敏捷控制全物理验证系统，其特征在于：所述角度放大光路(53)的放大倍数a、角度放大光路(53)输出端口至动目标模拟组件靶面(73)中心点的距离D和靶面边长l，根据如下关系式确定：

3.根据权利要求2所述的一种动目标跟瞄的超精超稳超敏捷控制全物理验证系统，其特征在于：所述测量敏感器71的分辨率

4.根据权利要求3所述的一种动目标跟瞄的超精超稳超敏捷控制全物理验证系统，其特征在于三级姿态控制下的目标跟瞄误差Δθ₄为：

式中，n为光斑中心点与靶面中心点之间的像元个数，即光斑偏离靶面中心的位移，Δθ为快反镜转角测量值。

5.根据权利要求3所述的一种动目标跟瞄的超精超稳超敏捷控制全物理验证系统，其特征在于第一级姿态或者第二级控制下的目标跟瞄误差Δθ₁：

式中，n为光斑中心点与靶面中心点之间的像元个数，即光斑偏离靶面中心的位移。

6.根据权利要求3所述的一种动目标跟瞄的超精超稳超敏捷控制全物理验证系统，其特征在于第三级姿态控制下的目标跟瞄误差Δθ₁：

式中，n为光斑中心点与靶面中心点之间的像元个数，即光斑偏离靶面中心的位移；

所述动目标实际方位角β通过外标设备实时测量得到。

7.根据权利要求1所述的一种动目标跟瞄的超精超稳超敏捷控制全物理验证系统，其特征在于：所述星体姿控系统包括控制力矩陀螺、星体姿控陀螺和星体质量惯量模拟器，其中，

星体质量惯量模拟器(11)，用来模拟星体；

星体陀螺(61)，用来测量星体质量惯量模拟器(11)的姿态，获取星体姿态测量值θ_s，将其发送至验证计算单元；

控制力矩陀螺(10)，根据星体转动控制指令，产生星体单轴旋转转矩，驱动星体质量惯量模拟器(11)转动；

星体控制单元，根据星体质量惯量模拟器(11)姿态信息，产生星体转动控制指令。