用三轴气浮台进行混沌控制与反控制研究 被引量：10

1

作者 孔令云 周凤岐 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期99-102,共4页

以航天器姿态运动为工程背景,以三轴气浮台为物理实验平台,研究了混沌控制与反控制问题;提出了用外控制力矩进行混沌化,然后再将混沌控制信号施加于动量轮来进行混沌控制实验的方法;通过引入非线性解耦反馈,构造了一种易于物理实现的具... 以航天器姿态运动为工程背景,以三轴气浮台为物理实验平台,研究了混沌控制与反控制问题;提出了用外控制力矩进行混沌化,然后再将混沌控制信号施加于动量轮来进行混沌控制实验的方法;通过引入非线性解耦反馈,构造了一种易于物理实现的具有更强代表性的连续非线性系统,从中发现了一大类新的形态各异的混沌吸引子。 展开更多

关键词 混沌控制 混沌反控制 航天器 三轴气浮台 解耦反馈

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三轴气浮台转动惯量测试方法研究 被引量：6

2

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

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面向三轴气浮台的室内星敏感器定姿方法 被引量：4

3

作者 肖岩 叶东 孙兆伟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期51-56,共6页

为解决三轴气浮台垂直于地面转轴转角(偏航轴转角)难以精确测量的问题,提出了使用室内星敏感器进行三轴姿态角测量的方法.考虑到室内星敏感器与在轨星敏感器工作环境的区别,基于在轨星敏感器姿态测量方法对室内星敏感器姿态测量方法进... 为解决三轴气浮台垂直于地面转轴转角(偏航轴转角)难以精确测量的问题,提出了使用室内星敏感器进行三轴姿态角测量的方法.考虑到室内星敏感器与在轨星敏感器工作环境的区别,基于在轨星敏感器姿态测量方法对室内星敏感器姿态测量方法进行了研究与改进.在建立室内星敏感器姿态测量模型的基础上,采用迭代算法寻优得到三轴台高精度的三轴姿态.针对迭代算法对初始值要求较为严格的情况,采用粒子群优化算法寻优得到初始姿态矩阵.数学仿真结果验证了室内星敏感器测姿方法能够在快速测量3个转轴转角的基础上,提高偏航轴转角的精度. 展开更多

关键词 室内星敏感器 三轴气浮台 姿态测定 粒子群优化 迭代

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三轴气浮台单框伺服测角系统的研究 被引量：2

4

作者 张晓友 刘暾 李季苏 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期71-74,共4页

本文提出了一种新型的三轴气浮台姿态测角方案，该方法结构简单，只需一个圆弧臂和一个滑架，可以直接测出三个姿态角。

关键词 三轴气浮台 伺服 姿态角 仿真 空间飞行器

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大型三轴气浮台转动惯量和干扰力矩高精度联合辨识技术 被引量：4

5

作者 洪振强 宋效正 +2 位作者 吕旺 仲惟超 王田野 《航天器环境工程》 2017年第1期28-34,共7页

利用三轴气浮台对遥感卫星进行载荷平台一体化全系统闭环物理仿真,可模拟卫星在轨运行时的动力学特性,验证整星在轨状态下的姿控特性和相机成像特性等。高精度辨识气浮台转动惯量和综合干扰力矩为三轴气浮台质量特性调整及量化评估整星... 利用三轴气浮台对遥感卫星进行载荷平台一体化全系统闭环物理仿真,可模拟卫星在轨运行时的动力学特性,验证整星在轨状态下的姿控特性和相机成像特性等。高精度辨识气浮台转动惯量和综合干扰力矩为三轴气浮台质量特性调整及量化评估整星级试验性能提供重要参数。文章提出一种新的大型三轴气浮台转动惯量和干扰力矩联合辨识技术,通过台上飞轮对三轴施加激励作用,利用激光陀螺等姿态测量数据实现对台体惯量矩阵和干扰力矩的高精度联合辨识。与传统辨识方法不同,该技术仅利用本体角速度信息,不需要角加速度信息,避免了角速度微分引起的噪声放大,将转动惯量辨识相对误差控制在3.5%以内,气浮系统综合干扰力矩优于0.003 N·m,满足了高精度参数辨识需求。 展开更多

关键词 三轴气浮台 转动惯量 干扰力矩 高精度辨识

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大型卫星三轴气浮台全物理仿真系统 被引量：16

6

作者 李季苏 牟小刚 +2 位作者 孙维德 杨天安 李通生 《控制工程（北京）》 2001年第3期22-26,9,共6页

系统仿真是从方案验证、产品性能检验到故障仿真等卫星研制全过程中的一个极其重要的手段。卫星控制系统全物理仿真是研制卫星特有的一种仿真方法,它利用气浮台来仿真卫星在外层空间的低摩擦运动。三轴气浮台是卫星全物理仿真的主要设... 系统仿真是从方案验证、产品性能检验到故障仿真等卫星研制全过程中的一个极其重要的手段。卫星控制系统全物理仿真是研制卫星特有的一种仿真方法,它利用气浮台来仿真卫星在外层空间的低摩擦运动。三轴气浮台是卫星全物理仿真的主要设备。本文在叙述卫星控制系统全物理仿真的功能和作用之后,简要介绍大型卫星三轴气浮台全物理仿真系统组成,主要技术指标以及几个关键技术问题,最后说明该仿真系统的主要用途。 展开更多

关键词 卫星控制系统 三轴气浮台 全物理仿真系统 系统技术指标

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三轴气浮台重力梯度引起的不平衡力矩分析 被引量：1

7

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

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三轴气浮台推力分配设计 被引量：1

8

作者 陈志明 骆州淮 吴云华 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第9期65-69,共5页

三轴气浮台的冷气系统设计直接影响到控制系统的精度和冷气消耗量。对三轴气浮台冷气控制中的推力分配问题进行了研究,针对冗余的推力分配问题,设计了两种可以优化三轴气浮台推力分配的方法,从经济性、精确性等多个角度对推力分配进行... 三轴气浮台的冷气系统设计直接影响到控制系统的精度和冷气消耗量。对三轴气浮台冷气控制中的推力分配问题进行了研究,针对冗余的推力分配问题,设计了两种可以优化三轴气浮台推力分配的方法,从经济性、精确性等多个角度对推力分配进行了相应的理论分析和实验研究。通过数学仿真和实验验证了所提方法的合理性和有效性,研究结果满足了在给出期望力矩后能够快速找到较优的冷气推力分配方案的要求,简化了推力分配的步骤,并且有效解决了推力器冗余分配造成冷气浪费的问题,同时使冷气控制精度在设计范围内。最后的实验结果显示冷气控制下稳定误差在0.4°以内,完成了一次只用4个推力器实现姿态控制的任务。 展开更多

关键词 三轴气浮台 冷气系统 推力分配 优化算法 查表法

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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

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解耦的三轴气浮台非线性模糊变结构鲁棒控制问题(英文)

10

作者 周凤岐 贾杰 周军 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2006年第12期1-4,共4页

针对飞行器全物理仿真三轴气浮台这一具有不确定性的、耦合的非线性系统,对其动力学耦合和可解耦性问题进行了分析、计算和证明。通过综合变结构控制和模糊控制,给出了一种新的非线性控制系统设计方法,此方法既可以避免变结构控制所固... 针对飞行器全物理仿真三轴气浮台这一具有不确定性的、耦合的非线性系统,对其动力学耦合和可解耦性问题进行了分析、计算和证明。通过综合变结构控制和模糊控制,给出了一种新的非线性控制系统设计方法,此方法既可以避免变结构控制所固有的颤动现象,同时由于该模糊控制律的解析性,所以也具有实现简单,易于工程化的优点。仿真结果表明,给出的模糊变结构控制,对飞行器模型不确定性和外来干扰具有较强的和良好的跟踪性能。 展开更多

关键词 三轴气浮台 耦合解耦 模糊逻辑 变结构控制 鲁棒性

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三轴气浮台桌面式平台与伞形平台性能比较

11

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

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基于混沌粒子群优化算法的三轴气浮台平台优化设计

12

作者 李延斌 包钢 何广涛 《机床与液压》 北大核心 2008年第5期28-30,67,共4页

将混沌搜索引入到粒子群优化方法中,并将改进的算法应用在三轴气浮台平台优化设计中。该算法既保持了粒子群算法结构简单、快速收敛的特点,又利用了混沌算法易于逃离局部极小值的特点。测试及应用结果表明该方法改善了算法的全局搜优性... 将混沌搜索引入到粒子群优化方法中,并将改进的算法应用在三轴气浮台平台优化设计中。该算法既保持了粒子群算法结构简单、快速收敛的特点,又利用了混沌算法易于逃离局部极小值的特点。测试及应用结果表明该方法改善了算法的全局搜优性能,提高了算法的收敛速度和计算精度。 展开更多

关键词 三轴气浮台 粒子群 混沌 优化

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三轴气浮台自重作用下旋转角速度的研究

13

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

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三轴气浮台的自动平衡系统研究

14

作者 陈志明 骆州淮 吴云华 《计算机仿真》 北大核心 2022年第4期218-222,共5页

在三轴气浮台的研制发展历史中,不平衡力矩一直是限制气浮台使用的重要因素。手动调平衡是补偿不平衡力矩的重要途径,但是仅依靠手动调平衡不但费时而且调平精度不高,因此自动调平衡系统一直是上述领域的研究重点。为了补偿不平衡力矩,... 在三轴气浮台的研制发展历史中,不平衡力矩一直是限制气浮台使用的重要因素。手动调平衡是补偿不平衡力矩的重要途径,但是仅依靠手动调平衡不但费时而且调平精度不高,因此自动调平衡系统一直是上述领域的研究重点。为了补偿不平衡力矩,设计了一种基于复摆模型的自动调平衡系统。首先建立了三轴气浮台的动力学模型,并在simulink里进行了建模与仿真,得到了不平衡力矩与气浮台角速度变化周期、角度变化周期的关系。然后结合动力学模型和复摆模型,在手动调平的基础上进行自动调平,最终实现了三轴气浮台的自动平衡。实验结果表明设计的自动平衡方法不仅可以缩短气浮台调节平衡的时间,而且可以提高调平精度,在工程上有较大的实际应用价值。 展开更多

关键词 三轴气浮台 不平衡力矩 自动平衡 复摆

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基于解耦三轴气浮台非线性模糊变结构的鲁棒控制

15

作者 贾杰 《上海航天》 北大核心 2006年第2期15-18,共4页

根据三轴气浮台非线性动力学模型,研究了一种基于解耦的模糊变结构控制方法。设计的控制器不仅避免了一般变结构控制中的抖振,而且具有实现简单、工程化容易的优点。仿真结果表明,该模糊变结构控制法对模型的不确定性和外来干扰有较佳... 根据三轴气浮台非线性动力学模型,研究了一种基于解耦的模糊变结构控制方法。设计的控制器不仅避免了一般变结构控制中的抖振,而且具有实现简单、工程化容易的优点。仿真结果表明,该模糊变结构控制法对模型的不确定性和外来干扰有较佳的跟踪性能,其鲁棒性较优。 展开更多

关键词 三轴气浮台 非线性动力学模型 结构控制 耦合 解耦 模糊逻辑 变结构控制 鲁棒性

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面向新工科教育的微型三轴气浮台教学系统

16

作者 华冰 吴云华 +2 位作者 陈志明 于丹 贾庆贤 《中国现代教育装备》 2022年第1期45-46,51,共3页

微型三轴气浮台教学系统属于航天器姿态确定与控制地面仿真系统。该系统能够从硬件结构、姿态测量与控制算法、嵌入式软件等各个方面模拟卫星姿态确定与控制系统,让学生在实验室环境中就能切身感受卫星系统的工程原理与运行过程。该系... 微型三轴气浮台教学系统属于航天器姿态确定与控制地面仿真系统。该系统能够从硬件结构、姿态测量与控制算法、嵌入式软件等各个方面模拟卫星姿态确定与控制系统,让学生在实验室环境中就能切身感受卫星系统的工程原理与运行过程。该系统可用于支撑航天器系统工程、航天器姿态确定、航天器导航技术等课程的教学工作,帮助学生实现对航天知识的深度掌握,培养具备从事航天器专业科学研究工作能力的高级人才。 展开更多

关键词 微型三轴气浮台 航天技术 教学

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三轴气浮台重心自动调整研究 被引量：2

17

作者 潘俊帆 康国华 周琼峰 《航天控制》 CSCD 北大核心 2017年第2期83-88,共6页

为了使小型三轴气浮台的重心与旋转中心始终保持一致,分析了三轴气浮台在重力影响下的运动特点,建立了重心到旋转中心的偏移量与三轴上加速度的对应方程,同时引入了弹性形变对平台重心位置的影响,阐述了平台姿态与受弹性形变影响而产生... 为了使小型三轴气浮台的重心与旋转中心始终保持一致,分析了三轴气浮台在重力影响下的运动特点,建立了重心到旋转中心的偏移量与三轴上加速度的对应方程,同时引入了弹性形变对平台重心位置的影响,阐述了平台姿态与受弹性形变影响而产生的重心偏移的关系,提出了一种修正弹性形变干扰的气浮台三轴重心调整方法,编写了控制算法,进行了实验验证。 展开更多

关键词 三轴气浮台 重力 重心调整 弹性形变 物理仿真

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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

18

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

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基于单目视觉的三轴气浮台姿态测量方法 被引量：6

19

作者 薛伟 陈志明 +2 位作者 吴云华 华冰 骆州淮 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期658-665,共8页

鉴于气浮台姿态测量是实现气浮台控制的重要基础,为了实现三轴气浮台姿态准确、快速测量,提出一种基于单目视觉的实时、高精度的姿态测量方法。采取一种鲁棒性强的三轴气浮台靶标形状及布局来提高姿态获取精度。提出一种拟合圆心流程,... 鉴于气浮台姿态测量是实现气浮台控制的重要基础,为了实现三轴气浮台姿态准确、快速测量,提出一种基于单目视觉的实时、高精度的姿态测量方法。采取一种鲁棒性强的三轴气浮台靶标形状及布局来提高姿态获取精度。提出一种拟合圆心流程,通过粗获取与精获取方法对靶标进行实时、鲁棒跟踪。最后利用提取到的圆心位置信息采用迭代最小二乘的姿态估计算法解算出气浮台的位姿信息。实验结果表明:单目视觉测量算法的实时帧数可达20帧,静态姿态测量精度约为0.02°,动态姿态测量精度约为0.12°,能够满足气浮台对姿态测量时的实时性、准确性、鲁棒性需求。 展开更多

关键词 三轴气浮台 单目视觉 靶标识别 姿态估计

原文传递

基于EKF算法的三轴气浮台高精度姿态确定系统 被引量：1

20

作者 刁雁华 夏红伟 《电子技术与软件工程》 2022年第9期74-77,共4页

本文针对三轴气浮台的高精度姿态确定问题,设计一种姿态确定系统,选取姿态量测传感器,实现了全物理仿真实验。提出一种基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的姿态确定算法,完成对各数据源量测信息的预处理和数据融合,证明... 本文针对三轴气浮台的高精度姿态确定问题,设计一种姿态确定系统,选取姿态量测传感器,实现了全物理仿真实验。提出一种基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的姿态确定算法,完成对各数据源量测信息的预处理和数据融合,证明了算法的有效性和系统的可行性,为空间飞行器地面仿真系统的高精度姿态确定技术提供了参考。 展开更多

关键词 扩展卡尔曼滤波 三轴气浮台 姿态确定 地面仿真系统

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