[发明专利]一种多冗余卫星智能姿控组件及其工作方法

说明书

一种多冗余卫星智能姿控组件，包括箱体(1)、反作用飞轮组(2)、磁力矩器组(3)、磁力矩器线圈(4)、控制板(5)、陀螺仪(6)，箱体上设置磁力矩器线圈安装槽(11)、控制板安装凹槽(12)；反作用飞轮组包括第一、第二、第三、第四反作用飞轮组，分别在箱体的四个角落，每个包括X轴反作用飞轮(21)、Y轴反作用飞轮(22)、Z轴反作用飞轮(23)，X、Y轴反作用飞轮安装在箱体的侧壁上；磁力矩器组对反作用飞轮进行磁卸载，包括X轴、Y轴磁力矩器，均安装在箱体的底板上，呈对称分布；磁力矩器线圈安装在箱体的磁力矩器线圈安装槽内，且为Z轴方向；控制板在箱体的中心且安装在控制板安装凹槽；陀螺仪共三个，均安装在箱体内的底板上。还有工作方法。

技术领域

本发明涉及航空航天的技术领域，尤其涉及一种多冗余卫星智能姿控组件，以及这种多冗余卫星智能姿控组件的工作方法。

背景技术

卫星、对地观测平台、宇宙飞船、空间望远镜等航天器的姿态控制执行机构要求体积小、重量轻、寿命长、功耗低、可靠性高。目前，作为航天器姿态控制的系统包括：反作用飞轮、磁力矩器、九轴传感器执行机构等；反作用飞轮、磁力矩器，一般采用三个作为一组，分别控制航天器三个轴向的姿态。很显然，当其中一个反作用飞轮或磁力矩器发生故障时，则无法调整该轴向的姿态，从而影响整个航天器的正常工作，严重时会造成航天器的失效。

很显然，在空间中每个方向多几组反作用飞轮，每一组飞轮都能够完整的完成航天器的姿态控制，从而其中一个方向的反作用飞轮失效时，则该方向启用另一个反作用飞轮，而保证完整可靠地完成航天器的姿态控制。反作用飞轮组的数量越多，可靠性越好，即冗余越多航天器姿态控制系统的稳定性越强；然而，并不是简单地增加几组反作用飞轮、磁力矩器就能够解决问题的。发射到天空中的航天器，零部件的重量和体积是航天器设计的一个关键指标，哪怕是多1克或者多1立方厘米制造成本也会显著增加，因此增加几组反作用飞轮、磁力矩器才能既保证航天器姿态控制可靠性，又尽量平衡重量和体积要求，是科研人员面临的重要抉择。另外，反作用飞轮、磁力矩器的放置位置也非常重要，卫星智能姿控组件的主体受到的振动对于调节控制卫星姿态的反作用飞轮、磁力矩器来说是很大的，如何减少反作用飞轮、磁力矩器受到的振动也是科研人员需要着重考虑的。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种多冗余卫星智能姿控组件，其在尽量少增加组件重量和体积的前提下极大地提高了姿态控制可靠性，在装配上保持组件的整体平衡，大大减少反作用飞轮受到的振动而保证姿态控制准确性。

本发明的技术方案是：这种多冗余卫星智能姿控组件，其包括：箱体(1)、反作用飞轮组(2)、磁力矩器组(3)、磁力矩器线圈(4)、控制板(5)、陀螺仪(6)，

箱体上设置磁力矩器线圈安装槽(11)、控制板安装凹槽(12)；

反作用飞轮组包括第一反作用飞轮组、第二反作用飞轮组、第三反作用飞轮组、第四反作用飞轮组，这四个反作用飞轮组分别在箱体的四个角落内，每个反作用飞轮组包括X轴反作用飞轮(21)、Y轴反作用飞轮(22)、Z轴反作用飞轮(23)，其中X轴反作用飞轮、Y轴反作用飞轮安装在箱体的侧壁上；

磁力矩器组对反作用飞轮进行磁卸载，且包括X轴磁力矩器、Y轴磁力矩器，均安装在箱体的底板上，呈对称分布；

磁力矩器线圈安装在箱体的磁力矩器线圈安装槽内，且为Z轴方向；

控制板在箱体的中心且安装在控制板安装凹槽；

陀螺仪共三个，均安装在箱体内的底板上。

本发明的反作用飞轮组包括第一反作用飞轮组、第二反作用飞轮组、第三反作用飞轮组、第四反作用飞轮组，这四个反作用飞轮组分别在箱体的四个角落内，因此能够在尽量少增加组件重量和体积的前提下极大地提高了姿态控制可靠性，而且在装配上保持整个组件的整体平衡；X轴反作用飞轮、Y轴反作用飞轮安装在箱体的侧壁上，因此能够大大减少反作用飞轮受到的振动而保证姿态控制准确性。