[发明专利]一种空间站动力学与控制实验平台设计方法

摘要

一种空间站动力学与控制实验平台设计方法，包括如下步骤步骤1根据中国未来空间站系统布局结构图，设计空间站结构模型；步骤2选型；步骤3具体接线与安装；本发明的优点本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果在航天器姿态与结构振动协同控制领域能够简便、高精度的实现大型航天器结构振动与姿态协同控制的关键动力学与控制问题，解决了智能化实验平台的设计，避免了现有技术中大型航天器姿态控制与结构振动耦合问题缺乏试验验证的问题。

主权项

一种空间站动力学与控制实验平台设计方法，其特征在于: 包括如下步骤：步骤 1：根据中国未来空间站系统布局结构图，设计空间站结构模型；空间站结构模型包括编码器、SK 立式轴承座、太阳翼模型结构、舱室模型结构、带座轴承、凸型滑块、T型螺母、压电片、压电加速度传感器、联轴器、滑块导槽、丝杠、四通管、直流电机减速器组合体、丝杠选型、固定支架、非自锁限位开关、非自锁限位开关 5V 直流电源和 Dspace；确定相应的编码器、SK立式轴承座、太阳翼模型结构、舱室模型结构、带座轴承、凸型滑块、压电加速度传感器、联轴器、滑块导槽、丝杠、四通管、直流电机减速器组合体、丝杠选型、固定支架、非自锁限位开关、非自锁限位开关 5V 直流电源、Dspace 配置数量及装配位置；步骤 2：对相应的编码器、SK 立式轴承座、太阳翼模型结构、舱室模型结构、带座轴承、凸型滑块、压电加速度传感器、联轴器、滑块导槽、四通管、直流电机减速器组合体、丝杠选型、固定支架、非自锁限位开关、非自锁限位开关 5V 直流电源和 Dspace 进行选型；步骤 3：对相应的编码器、SK 立式轴承座、太阳翼模型结构、舱室模型结构、带座轴承、凸型滑块、压电加速度传感器、联轴器、滑块导槽、T 型螺母、压电片、直流电机减速器组合体、丝杠、固定支架、非自锁限位开关、非自锁限位开关 5V 直流电源、Dspace 接线与安装；步骤 4：通过采用 MATLAB/Simulink 空间站结构振动与姿态协同控制系统控制算法，设置相关通道；步骤 5：将 MATLAB/Simulink 控制算法下载到 Dspace 硬件当中，在线运行与监测；所述的步骤 3 具体接线与安装为：压电加速度传感器的接线与安装：压电加速度传感器应粘接在太阳翼模型结构表面，每个压电加速度传感器与 Dspace AD 通道相连；编码器接线与安装：编码器应与 Dspace 增量编码器接口连接,其与 SK 立式轴承座配合；编码器安装在舱室模型结构端面，采用同轴连接；太阳翼模型结构安装:太阳翼模型结构应与 SK 立式轴承座底面粘接或者采用螺母连接均可；滑块导槽的安装：滑块导槽与 SK 立式轴承座侧面粘接或者螺母连接；非自锁限位开关接线与安装：与配套电源形成并联回路；凸型滑块安装：凸型滑块与滑块导槽间隙配合；T 型螺母安装：T 型螺母外表面与凸型滑块过盈配合，T 型螺母螺纹与丝杠螺纹配合；压电片安装：压电片与太阳翼模型结构粘接；丝杠安装：丝杠首先应与两个 T 型螺母采用螺纹配合，凸型滑块居于两个 T 型螺母中间位置；直流电机减速组合体接线与安装：电机减速组合体与丝杠采用联轴器连接，其正负极直接与 Dspace AD 通道相连接；四通管选型依据：与轴形成过盈配合；四通管安装：四通管安装位置位于舱室模型结构十字交叉连接处，将空间实验室模型结构、前部实验舱模型结构、飞船轨道舱模型结构连接在一起；非自锁限位开关 5V 直流电源和 Dspace 安装；固定支架安装：固定支架上安装径向轴承，该径向轴承与舱室模型结构采用过盈配合。