[发明专利]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方法

摘要

本发明公开了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方法，包含以下步骤步骤1、模拟挠性卫星的X轴刚性主体运动，获取挠性卫星的X向姿态信息；步骤2、构造挠性卫星，模拟挠性卫星的Y向及Z向姿态运动，建立并解算挠性附件的振动动力学模型、空间环境干扰力矩模型；步骤3、计算挠性卫星的Y向姿态信息、挠性卫星的Z向姿态信息、挠性附件耦合力矩、空间环境干扰力矩；步骤4、接收信号控制控制执行机构、力矩输出装置与单轴气浮台模拟挠性卫星三轴姿态运动；步骤5、重复步骤1至步骤4，完成挠性卫星三轴姿态耦合运动的测试。本发明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，反映卫星在轨的单轴姿态运动。

主权项

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方法，用于模拟挠性卫星三轴姿态耦合运动的测试系统中，所述的测试系统采用单轴气浮台模拟卫星X轴的姿态运动，所述的测试系统包含：姿轨控单元(1)，用于获取挠性卫星的三轴姿态运动，并计算三轴耦合运动的力矩及干扰力矩；与姿轨控单元(1)连接的惯性基准单元(2)，用于获取单轴气浮台连续的惯性角速度信息；与姿轨控单元(1)连接的数学模型解算单元(3)，用于构造挠性卫星的Y向和Z向的姿态运动，建立挠性卫星的姿态动力学模型、运动学模型、挠性附件的振动动力学模型；与姿轨控单元(1)及惯性基准单元(2)连接的控制执行机构(4)，用于产生角动量变化，与单轴气浮台进行角动量交换，控制单轴气浮台完成姿态运动；与姿轨控单元(1)连接的测角装置(5)，用于获取单轴气浮台的角度信息；与姿轨控单元(1)连接的力矩输出装置(6)，用来模拟耦合干扰力矩、挠性附件耦合力矩以及空间环境干扰力矩，其特征在于，该测试方法包含以下步骤：步骤1、单轴气浮台转动轴模拟挠性卫星的X轴刚性主体运动，姿轨控单元(1)接收挠性卫星的X向姿态信息；步骤2、在数学模型解算单元(3)中构造挠性卫星，模拟挠性卫星的Y向及Z向姿态运动，建立并解算挠性附件的振动动力学模型、空间环境干扰力矩模型；步骤3、姿轨控单元(1)接收并计算挠性卫星的Y向姿态信息、挠性卫星的Z向姿态信息、挠性附件耦合力矩、空间环境干扰力矩；步骤4、姿轨控单元(1)输出信号控制控制执行机构(4)、力矩输出装置(6)与单轴气浮台模拟挠性卫星三轴姿态运动；所述的步骤4包含步骤4.1、姿轨控单元(1)根据挠性卫星的Y向角度信息和角速度信息，解算出挠性卫星的Y向力矩信息；步骤4.2、姿轨控单元(1)根据挠性卫星的Z向角度信息和角速度信息，解算出挠性卫星的Z向力矩信息；步骤4.3、姿轨控单元(1)根据挠性卫星的Y向和Z向角速度信息计算挠性卫星的Y向与Z向动力学耦合到X向的干扰力矩；步骤4.4、姿轨控单元(1)根据卫星的Y向和Z向角度和角速度信息计算挠性卫星的Y向与Z向运动学耦合到X向的干扰力矩；步骤4.5、姿轨控单元(1)将挠性附件耦合力矩、空间环境干扰力矩、挠性卫星的Y向与Z向动力学耦合到X向的干扰力矩、挠性卫星的Y向与Z向运动学耦合到X向的干扰力矩发送至力矩输出装置(6)；步骤4.6、姿轨控单元(1)将Y向与Z向的角动量信息发送至控制执行机构(4)；步骤4.7、力矩输出装置(6)产生力矩作用到单轴气浮台上，姿轨控单元(1)控制控制执行机构(4)输出角动量与单轴气浮台进行角动量交换，产生反作用力矩到单轴气浮台上；步骤5、重复步骤1至步骤4，完成挠性卫星三轴姿态耦合运动的测试。