[發明專利]航天器活動部件干擾力矩標定方法和系統

有效

• 申請號: 201710146193.5
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106896822B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 余維;何益康;馬雪陽;謝任遠;周連文
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G01M1/10
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周乃鑫

1.一種航天器活動部件干擾力矩標定方法，其特征在于，該方法包含：

測定氣浮臺轉動慣量J_臺；

通過氣浮臺轉動慣量求取補償機構補償系數需要調節量；

所述求取補償機構補償系數需要調節量包含：

氣浮軸承摩擦力矩M_摩擦的作用方向與氣浮臺轉速方向相反，大小為定值，設為f，如式(4)：

|M_摩擦|＝f (4)

設載荷在加減速度段做勻變速運動，最大轉速為ω_勻，且K為空氣阻力力矩系數，根據具有不規則外形，低速轉動物體引起的空氣阻力力矩與轉速的關系，載荷相機擺動過程中的變速階段，對氣浮臺的作用力矩M_變，如式(5)：

速度均勻段對氣浮臺的作用力矩M_勻，如式(6)：

設補償機構的補償系數需要調節的量為Δk，轉速變化為Δω_補償，則氣浮臺動量變化滿足如式(7)：

式(7)中，t_變為載荷相機加速或減速時間、t_勻為載荷相機勻速運動時間、ω_勻為載荷相機勻轉速，J_補償為補償機構的轉動慣量，Δω_補償為轉速變化，Δω_臺為氣浮臺轉速變化量，J_載荷為載荷相機轉動慣量；

在載荷相機若干檔的工況下，分別開展多次試驗，求取各工況下氣浮臺轉速變化量Δω_臺的平均值，帶入式(7)中，求取補償機構補償系數需要調節量Δk。

2.如權利要求1所述的航天器活動部件干擾力矩標定方法，其特征在于，所述氣浮臺轉動慣量的測定方法包含：

使氣浮臺處于單擺運動的平衡位置；

多次對在平衡位置附近做單擺運動的氣浮臺，通過相同位置后，再經過相同時間的角速度增量進行測量；測量得到角速度增量，并取平均值Δω_J；

在氣浮臺對稱位置增加相同質量的質量塊，增加的慣量記為ΔJ，多次對在平衡位置附近做單擺運動的氣浮臺，通過相同位置后，再經過相同時間的角速度增量進行測量；測量得到角速度增量，并取平均值Δω_(J+ΔJ)；

從而求取氣浮臺轉動慣量J_臺。

3.如權利要求2所述的航天器活動部件干擾力矩標定方法，其特征在于，所述使氣浮臺處于單擺運動的平衡位置包含：

氣浮臺配重平衡的情況下，在臺面一側增加適量質量塊；

利用液壓千斤頂將氣浮臺傾傾斜一定角度后，增加的質量塊產生的力矩使臺面可以做單擺運動；

最后讓氣浮臺停止在平衡位置。

4.如權利要求2所述的航天器活動部件干擾力矩標定方法，其特征在于，所述求取氣浮臺轉動慣量包含：

設多次單擺運動的不平衡力矩M為相等，則有式(1)和(2)：

J_臺Δω_J＝MΔt (1)

(J_臺+ΔJ)Δω_(J+ΔJ)＝MΔt (2)

根據式(1)和(2)求取氣浮臺轉動慣量J_臺，如式(3)：

式(3)中，ΔJ為在氣浮臺對稱位置增加相同質量的質量塊所增加的慣量；Δω_J為氣浮臺多次通過相同位置后經過相同時間的角速度增量的平均值；Δω_(J+ΔJ)為氣浮臺在對稱位置增加相同質量的質量塊，多次通過相同位置后經過相同時間的角速度增量的平均值。

5.如權利要求1所述的航天器活動部件干擾力矩標定方法，其特征在于，所述求取補償機構補償系數需要調節量的方法可求?。簹飧∨_當前承載情況下氣浮軸承摩擦力矩f、載荷相機轉動慣量J_載荷或載荷相機擺動時的空氣阻力力矩系數K。

6.一種適用于如權利要求1至5中任意一項權利要求所述航天器活動部件干擾力矩標定方法的航天器活動部件干擾力矩標定系統，其特征在于，該系統包含：

氣浮臺轉動慣量側定模塊，其測定氣浮臺轉動慣量；

補償模塊，其連接氣浮臺轉動慣量側定模塊輸出端，通過氣浮臺轉動慣量求取補償機構補償系數需要調節量。