[發明專利]衛星旋轉部件動靜不平衡干擾力矩自補償裝置

有效

• 申請號: 201710866917.3
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107628272B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 張銳;謝祥華;黃志偉;嚴玲玲;何夏維;胡志強;祁海銘;劉劍;趙璟
• 申請（專利權）人: 上海微小衛星工程中心
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24;B64G1/28
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務所(普通合伙) 31312
• 代理人: 李陽

1.衛星旋轉部件動靜不平衡干擾力矩自補償裝置，其特征在于，包括：配置于旋轉部件內或表面配置兩臺偏置動量輪，所述兩臺偏置動量輪的旋轉軸垂直于旋轉部件的旋轉軸，且相互夾角不等于0°或180°；第一偏置動量輪的轉速r₁和第二偏置動量輪的轉速r₂分別為式中，I₁和I₂分別為第一偏置動量輪和第二偏置動量輪對于其旋轉軸的轉動慣量；h₁為第一偏置動量輪的角動量，h₂為第二偏置動量輪的角動量θ_{h1_sd}為第一偏置動量輪的旋轉軸與動靜不平衡干擾力矩的夾角，A₀為動靜不平衡干擾力矩的大小，ω₀為旋轉部件的旋轉速度；所述第一偏置動量輪的最大角動量指標H_1max，第二偏置動量輪的最大角動量指標H_2max滿足如下條件：

H_1max≥A_max/|ω₀|,H_2max≥A_max/|ω₀|

上式中，A_max為動靜不平衡干擾力矩T_sd的最大值，根據旋轉部件的質心偏差和慣量特性測量值計算得到。

2.根據權利要求1所述的衛星旋轉部件動靜不平衡干擾力矩自補償裝置，其特征在于，第一偏置動量輪和第二偏置動量輪的夾角為90°。

3.根據權利要求1所述的衛星旋轉部件動靜不平衡干擾力矩自補償裝置，其特征在于：動靜不平衡干擾力矩的大小和方向采用衛星在軌角速度對動靜不平衡干擾力矩進行在軌標定，或者根據動靜不平衡干擾力矩的地面測試結果獲取。

4.動靜不平衡干擾力矩進行在軌標定的方法，所述方法采用權力要求1至3中任意一項所提供的衛星旋轉部件動靜不平衡干擾力矩自補償裝置，包括：

步驟1.1、保證衛星姿態穩定，旋轉部件以初始轉速ω₀旋轉，在軌測量衛星角速度，動靜不平衡干擾力矩T_sd0的大小A₀為：

I_i為衛星對ω_i0對應的基準軸的轉動慣量，ω_i0為衛星角速度在與旋轉部件旋轉軸垂直的某一基準軸方向的分量，ω_i0,p-p為ω_i0正弦變化的峰值；

步驟1.2、旋轉部件保持以初始轉速ω₀旋轉，第一偏置動量輪恒速轉動，動靜不平衡干擾力矩T_sd0與第一動量輪旋轉軸的夾角θ_{h1_sd}的絕對值為：

其中，A₁＝|ω₀|×|h₁₀|為第一偏置動量輪產生的第一控制力矩的大小，h₁₀為第一偏置角動量；A₂為第一控制力矩T₁₀與動靜不平衡干擾力矩T_sd0的合力矩T_{sd_10}的大小；

步驟1.3、旋轉部件保持以初始轉速ω₀旋轉，第一偏置動量輪停止旋轉，第二偏置動量輪勻速轉動；動靜不平衡干擾力矩T_sd0與第二動量輪的旋轉軸的夾角θ_{h2_sd}的絕對值為：

A₃為第二控制力矩T₂₀的大小，A₄為第二控制力矩T₂₀和動靜不平衡干擾力矩合力矩T_sd0疊加后形成合力矩T_{sd_20}的大小；

步驟1.4、動靜不平衡干擾力矩合力矩T_sd0的方向為：