3自由度气浮台力学性能研究——自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响 被引量：9

1

作者 李延斌 杨庆俊 王祖温 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期191-195,共5页

利用高等动力学理论分析了自重作用下,气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响,用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积,给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式,结果表明由于平台变形... 利用高等动力学理论分析了自重作用下,气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响,用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积,给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式,结果表明由于平台变形使主惯性轴方向变化从而使气浮台姿态准确度产生误差。此误差主要受重力单独沿结体坐标系中某一水平轴作用时,平台对此水平轴与垂直轴的惯性积的值的影响。计算得出本例结构气浮台的最大姿态准确度误差为1．4×10-6rad(0．289角秒),完全能够满足卫星所需的姿态准确度要求。 展开更多

关键词 气浮台 卫星 姿态 转动惯量 惯性积

在线阅读 下载PDF 职称材料

3自由度气浮台力学性能研究——关于自重作用下不平衡力矩的分析 被引量：11

2

作者 王祖温 李延斌 包钢 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期179-184,共6页

根据航天器姿态运动理论和弹性力学薄板弯曲理论,推导出重力作用下的有限元单元质心位移公式和结构整体质心弹性位移公式,计算了3自由度气浮台平台的自重变形引起的质心弹性位移和由此产生的不平衡力矩。对计算结果分析表明气浮台自重... 根据航天器姿态运动理论和弹性力学薄板弯曲理论,推导出重力作用下的有限元单元质心位移公式和结构整体质心弹性位移公式,计算了3自由度气浮台平台的自重变形引起的质心弹性位移和由此产生的不平衡力矩。对计算结果分析表明气浮台自重变形产生的不平衡力矩的原因是结构各方向的刚度不等,并给出了气浮台在任意欧拉角时的不平衡力矩公式。当气浮台绕水平轴旋转时,不平衡力矩呈正弦变化,俯仰或滚动角为45°时力矩达到最大值。 展开更多

关键词 气浮台 卫星 有限元 刚度 质心 不平衡力矩

在线阅读 下载PDF 职称材料

3自由度气浮台力学性能研究——关于不平衡力矩的补偿 被引量：8

3

作者 王祖温 李延斌 李军 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期185-190,共6页

提出了一种气浮台自重变形引起的不平衡力矩的补偿方法,即将气浮台平台质心与回转中心在垂直方向相距以微小距离,从而使气浮台的刚体质心与回转中心不重合产生的不平衡力矩与平台自重变形引起的不平衡力矩在气浮台水平两角最大工作范围... 提出了一种气浮台自重变形引起的不平衡力矩的补偿方法,即将气浮台平台质心与回转中心在垂直方向相距以微小距离,从而使气浮台的刚体质心与回转中心不重合产生的不平衡力矩与平台自重变形引起的不平衡力矩在气浮台水平两角最大工作范围处相互抵消。采用航天器姿态动力学理论讨论了补偿后的最大不平衡力矩变化规律,论证了此种补偿方法适用于气浮台绕水平面内过回转中心的任意轴旋转的情况。计算结果表明,当工作范围为±25°时,补偿后的最大不平衡力矩仅为补偿前的1／25。 展开更多

关键词 气浮台 卫星 质心 不平衡力矩 补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

五自由度气浮台姿态的计算机视觉辅助确定 被引量：5

4

作者 许剑 杨庆俊 +1 位作者 包钢 李军 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期220-226,共7页

为满足五自由度气浮台姿态确定的需要,结合实际情况,引入单目计算机视觉系统来弥补敏感器不足的缺陷,设计了一种"单目视觉+两轴倾角仪+三轴陀螺仪"的组合定姿方案。通过摄像机实时采集气浮台运动图像并识别出台上定位指示灯... 为满足五自由度气浮台姿态确定的需要,结合实际情况,引入单目计算机视觉系统来弥补敏感器不足的缺陷,设计了一种"单目视觉+两轴倾角仪+三轴陀螺仪"的组合定姿方案。通过摄像机实时采集气浮台运动图像并识别出台上定位指示灯的计算机图像坐标,根据文中推导的坐标变换公式,可以解算出气浮台的偏航角。在图像处理过程中采用跟踪微分器预估指示灯运动速度从而可以有效减小图像处理面积,将图像处理频率从7Hz提高到12Hz。最后采用四元数方法建立气浮台的姿态确定模型,基于MEKF方式对其姿态进行状态估计,实验证明这种定姿方式能够对气浮台的姿态进行精确的估计和校正,满足系统要求。 展开更多

关键词 航天器地面试验 五自由度气浮台 图像识别 跟踪微分器 乘性扩展卡尔曼滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

三轴气浮台转动惯量测试方法研究 被引量：6

5

作者 贾杰 周凤岐 周军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2006年第2期73-77,共5页

提出了一种用于实测在多轴多体卫星全物理仿真中的三轴气浮台转动惯量的新方法,着重叙述其测试原理、步骤,并进行了单通道全物理仿真试验,试验结果分析表明,该方法误差较小,又无须增添专用测试设备,因而是气浮台试验中一种简单实用的转... 提出了一种用于实测在多轴多体卫星全物理仿真中的三轴气浮台转动惯量的新方法,着重叙述其测试原理、步骤,并进行了单通道全物理仿真试验,试验结果分析表明,该方法误差较小,又无须增添专用测试设备,因而是气浮台试验中一种简单实用的转动惯量测试方法。此方法也可稍做推广即可应用于卫星在轨运行状态监测和在轨故障检测等几个研究方面。 展开更多

关键词 三轴气浮台 转动惯量 测试方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

三自由度气浮台推力分配算法设计 被引量：2

6

作者 叶东 孙兆伟 +1 位作者 邬树楠 兰盛昌 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1-5,共5页

针对有冗余的喷嘴推力分配问题,首先提出一个目标函数,该目标函数不仅考虑了期望力向量和喷嘴产生合力之间的偏差,且统计了喷气的消耗量;其次根据喷嘴所产生力向量的对称性原则使搜索的范围从256减小到11,在很大程度上减小了每个周期搜... 针对有冗余的喷嘴推力分配问题,首先提出一个目标函数,该目标函数不仅考虑了期望力向量和喷嘴产生合力之间的偏差,且统计了喷气的消耗量;其次根据喷嘴所产生力向量的对称性原则使搜索的范围从256减小到11,在很大程度上减小了每个周期搜索的计算量;最后通过数学仿真验证所提算法的合理和有效性,为其应用到半物理仿真中提供理论基础. 展开更多

关键词 分布式卫星系统 三自由度气浮台 推力器 耦合 目标函数 对称性

在线阅读 下载PDF 职称材料

气浮台质心漂移干扰力矩及最优参数研究 被引量：2

7

作者 杜冬 王超 赵川 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第19期102-109,共8页

三轴气浮台质心漂移引起的干扰力矩是衡量气浮台工作能力的重要指标。针对航天八院研制中的5 000 kg三轴气浮转台干扰力矩评估与最优设计问题,建立理论分析模型,论述气浮台的质心漂移取决于三个基本变形参数。然后采用数值仿真和理论分... 三轴气浮台质心漂移引起的干扰力矩是衡量气浮台工作能力的重要指标。针对航天八院研制中的5 000 kg三轴气浮转台干扰力矩评估与最优设计问题,建立理论分析模型,论述气浮台的质心漂移取决于三个基本变形参数。然后采用数值仿真和理论分析的方法,深入讨论气浮球心最优偏移与气浮台重力干扰力矩之间的关系,基于分析结论建议初始姿态调平后气浮球心相对于气浮台质心适当偏移可以有效抑制干扰力矩。结论还认为微摆0.3°产生的干扰力矩接近零对气浮台结构设计来说并不是困难,追求摆动0~15°范围内重力干扰力矩最小才是气浮台设计所面临的最大挑战。另外,还总结了最优参数的变化趋势,为气浮台的设计、调平提供了有益的建议。 展开更多

关键词 三轴气浮台 结构变形 质心漂移 最优设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

三轴气浮台重力梯度引起的不平衡力矩分析 被引量：1

8

作者 李延斌 王永志 姜彤 《机床与液压》 北大核心 2017年第1期140-141,共2页

为降低重力干扰力矩对三轴气浮台平衡及仿真精度的影响,提出了气浮台重力梯度不平衡力矩的计算方法。根据台体上各质点受到的重力大小存在略微的差别,建立了重力梯度引起的不平衡力矩计算模型,分析了重力梯度不平衡力矩对气浮台平衡过... 为降低重力干扰力矩对三轴气浮台平衡及仿真精度的影响,提出了气浮台重力梯度不平衡力矩的计算方法。根据台体上各质点受到的重力大小存在略微的差别,建立了重力梯度引起的不平衡力矩计算模型,分析了重力梯度不平衡力矩对气浮台平衡过程的影响。仿真结果表明:重力梯度不平衡力矩是气浮台台体二倍倾斜角的正弦函数;随着台体质心趋近回转中心重力梯度不平衡力矩作用越来越显著。 展开更多

关键词 三轴气浮台 重力梯度 不平衡力矩 气浮轴承 干扰力矩

在线阅读 下载PDF 职称材料

三轴气浮台中伞形工作平台的设计及不平衡力矩研究 被引量：2

9

作者 解鹏 邢利娜 金光 《光机电信息》 2011年第11期75-79,共5页

三轴气浮台是空间飞行器全物理仿真的核心设备,其工作平台的设计及自重下的不平衡力矩研究是采用三轴气浮台进行全物理仿真试验的重要保障。本文根据仿真试验的要求对其伞形工作平台进行了设计,然后基于运动弹性动力学理论建立了三轴气... 三轴气浮台是空间飞行器全物理仿真的核心设备,其工作平台的设计及自重下的不平衡力矩研究是采用三轴气浮台进行全物理仿真试验的重要保障。本文根据仿真试验的要求对其伞形工作平台进行了设计,然后基于运动弹性动力学理论建立了三轴气浮台的工作平台的力学模型,并推导出自重下在三轴气浮台进行姿态变化时的平台质心变化公式,从而获得了气浮台伞形工作台不平衡力矩的计算公式。通过公式对所设计的伞形工作平台不平衡力矩进行了计算,结果表明,不平衡力矩最大时为0.23×10-4N·m,能够很好地满足仿真要求,为下一步的仿真试验提供了良好的基础。 展开更多

关键词 三轴气浮台 伞形工作平台 设计 不平衡力矩

在线阅读 下载PDF 职称材料

三轴气浮台桌面式平台与伞形平台性能比较

10

作者 李延斌 谷建国 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第2期166-170,共5页

为了比较桌面式平台与伞形平台性能上的优劣,根据航天器动力学理论推导出三轴气浮台平台任意姿态下的不平衡力矩计算公式.将平台视为柔性体,基于运动弹性动力学方法推导出在气浮台姿态改变时平台自重变形导致的质心偏移量,并利用公式计... 为了比较桌面式平台与伞形平台性能上的优劣,根据航天器动力学理论推导出三轴气浮台平台任意姿态下的不平衡力矩计算公式.将平台视为柔性体,基于运动弹性动力学方法推导出在气浮台姿态改变时平台自重变形导致的质心偏移量,并利用公式计算出桌面式平台和伞形平台在各种结构参数和载荷下的不平衡力矩,比较了桌面式平台和伞形平台的平衡敏感性和载荷适应性.计算结果表明,桌面式平台结构与伞形平台结构相比,在同一平衡点处结构各参数误差对平衡敏感性的影响小,桌面式平台比伞形平台载荷适应性好,在调整中更容易达到平衡. 展开更多

关键词 三轴气浮台 姿态 平台 运动弹性动力学 质心 不平衡力矩 平衡敏感性 载荷适应性

在线阅读 下载PDF 职称材料

三轴气浮台自重作用下旋转角速度的研究

11

作者 李延斌 邹仁松 姜彤 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第7期81-83,共3页

三轴气浮台旋转过程中会存在重心与旋转轴不重合的情况,这样就会有外力拒产生,从而影响气浮台的正常运转。因此如何解决气浮台由于重心偏移产生的附加力矩问题则是提高其运转精度的关键,必须确定其重心偏移位置,进而对其进行补偿,获取... 三轴气浮台旋转过程中会存在重心与旋转轴不重合的情况,这样就会有外力拒产生,从而影响气浮台的正常运转。因此如何解决气浮台由于重心偏移产生的附加力矩问题则是提高其运转精度的关键,必须确定其重心偏移位置,进而对其进行补偿,获取三轴气浮台在自重作用下其旋转角速度的精确值则是确定重心位置的关键步骤,从解决实际问题出发,通过传统的数学方法计算出的结果与实体建模进行动态仿真输出的速度进行对比,指出前者使用的局限性,以及使用后者的可行性。 展开更多

关键词 三轴气浮台 重心 动态仿真 旋转角速度

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用动量轮测试气浮台干扰力矩的新方法 被引量：2

12

作者 张振军 董云峰 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第8期1122-1124,共3页

测量气浮台干扰力矩是气浮台参数标定的需要,也是气浮台动力学仿真试验的一项重要前期工作;为此提出了一种用于实测在卫星全物理仿真中的气浮台干扰力矩的新方法,在由单片机和控制计算机组成的测试系统中,根据动量矩定理,利用动量轮的... 测量气浮台干扰力矩是气浮台参数标定的需要,也是气浮台动力学仿真试验的一项重要前期工作;为此提出了一种用于实测在卫星全物理仿真中的气浮台干扰力矩的新方法,在由单片机和控制计算机组成的测试系统中,根据动量矩定理,利用动量轮的启动加速特性测定气浮台的干扰力矩;通过单通道全物理仿真实验表明,该方法误差较小,只需利用动量轮,因而是气浮台试验中一种简单实用的干扰力矩测试方法;此测试方法稍作推广也可应用于测量气浮台和其它复杂物体的转动惯量。 展开更多

关键词 动量轮 气浮台 干扰力矩 测试方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

航天器质量特性在线辨识方法及地面验证 被引量：2

13

作者 徐旭 张桀睿 +2 位作者 王冠 马广程 夏红伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期537-544,共8页

针对航天器质量特性在线辨识问题,建立了适用于航天器转动惯量辨识的数学模型,分析了其可辨识性和数据采样时间的影响机理。基于渐消记忆递推最小二乘辨识理论,提出了一种改进递推最小二乘法的在线辨识方法,较传统辨识手段具有工程应用... 针对航天器质量特性在线辨识问题,建立了适用于航天器转动惯量辨识的数学模型,分析了其可辨识性和数据采样时间的影响机理。基于渐消记忆递推最小二乘辨识理论,提出了一种改进递推最小二乘法的在线辨识方法,较传统辨识手段具有工程应用性强、跟踪效率高的优点。为了验证所提出的在线辨识方法的正确性与可行性,提出了一种基于三轴气浮台的地面全物理仿真试验系统,能够真实模拟外太空微干扰力矩微干扰力的空间动力学环境。全物理仿真试验表明所提出的算法的辨识精度优于96.2%,和理论分析精度(98.4%)相符,从而验证了所提出的航天器质量特性在线辨识方法具有实用性强、精度高、收敛速度快的优点,对航天器质量特性在线辨识的算法设计和地面验证具有一定的参考应用价值。 展开更多

关键词 在线辨识 转动惯量 可辨识性 三轴气浮台 辨识精度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于三轴气浮台的微波成像仪干扰力矩测量方法研究 被引量：2

14

作者 翁艺航 杨立峰 +1 位作者 薛孝补 刘鹏飞 《上海航天》 2015年第2期59-63,68,共6页

对一种基于三轴气浮台的微波成像仪干扰力矩测量方法进行了研究。用三轴气浮台实现微波成像仪的静不平衡量、动不平衡量的测量和现场整机配平,经在轨飞行验证,卫星姿态稳定度有大幅提高,方法有效、可行。

关键词 微波成像仪 干扰力矩测量 三轴气浮台

在线阅读 下载PDF 职称材料