[发明专利]空间任务地面运动再现跨尺度验证平台

摘要

空间任务地面运动再现跨尺度验证平台，属于航天测试与验证领域，包括自由基座系统、吊丝主动补偿系统、磁悬浮系统、实验航天器系统、协调主控系统、通信系统与监控中心，通过吊丝粗补偿与磁悬浮细补偿相结合构成的重力补偿系统，可提供实验航天器系统高精度的微重力环境，通过自由基座系统和重力补偿系统相结合实现实验航天器系统与微重力环境的同步运动，可提供实验航天器系统不受时间和空间约束的微重力环境。与现有重力补偿方法相比，本发明提供的微重力环境可靠性高、适应性强、易于实现和维护且时间空间不受限制，可应用于不同任务需求、不同轨道特性、不同工作方式的空间任务实施方案的合理性和可行性的地面测试与验证。

主权项

1.空间任务地面运动再现跨尺度验证平台，其特征是：平台由实验航天器系统、吊丝主动补偿系统、磁悬浮系统、自由基座系统、协调控制系统、通信系统和监控中心组成，通过结合可粗补偿的吊丝主动补偿系统与可细补偿的磁悬浮系统构成重力补偿系统，提供实验航天器高精度的微重力环境，通过自由基座系统和重力补偿系统相结合实现实验航天器系统与微重力环境的同步运动，提供实验航天器系统不受时间和空间约束的运动微重力环境；所述实验航天器系统包括模拟航天器和模拟航天器位姿测量单元；其中，模拟航天器在地面微重力环境中根据比例变换再现航天器空间的运动情况，模拟航天器位姿测量单元将运动状态信息反馈给自由基座系统、吊丝主动补偿系统及磁悬浮系统，实现高精度移动微重力环境构建；所述吊丝主动补偿系统包括吊丝综合机电模块、吊丝主动补偿控制单元、吊丝位移张力测量单元；其中，吊丝综合机电模块由水平运动机构、垂向运动机构和无约束悬挂机构组成，吊丝主动补偿控制单元由伺服电机、驱动器和运动控制卡组成，吊丝位移张力测量单元由二维倾角传感器、吊丝张力传感器、数据采集卡和无线通讯卡组成；模拟航天器通过无约束悬挂机构与吊丝主动补偿系统相连，运动控制卡根据模拟航天器位姿测量单元量测得到的模拟航天器运动信息，以及吊丝位移张力测量单元量测得到的吊丝摆角和张力信息，通过驱动器控制伺服电机运转，使吊丝悬挂点跟随模拟航天器的三维空间运动，补偿模拟航天器重力。