[發明專利]星上干擾力矩補償的高精度半物理測試方法

有效

• 申請號: 201710994444.5
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN108020360B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 俞潔;呂建民;劉偉;王華;韓旭;洪振強;陳祥;夏遠鏡
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01L3/14
• 分類號: G01L3/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種星上干擾力矩補償的高精度半物理測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、實測載荷運動機構、力矩補償輪轉動慣量、衛星轉動慣量J_機構、J_補償輪、J_衛星；建立載荷運動機構運動干擾力矩數學模型，如下式：

其中，α_機構為機構運動的角加速度，根據載荷運動機構運動數據獲得；

建立力矩補償輪干擾力矩數學模型，如下式：

其中，α_補償輪為力矩補償輪的角加速度，根據補償輪轉動數據獲得；

建立衛星姿態動力學模型，如下式：

t為工作時間，ω_衛星為衛星的角速度，即姿態穩定度；

建立殘余干擾力矩數學模型，如下式：

將上述數學模型加載至仿真機；

步驟二、按照衛星正常測試狀態連接載荷運動機構、力矩補償輪供電及通訊電纜，使其能夠正常工作；設置載荷運動機構接口、力矩補償輪地面測試接口，分別同步實時傳輸當前載荷運動機構的轉角數據和補償輪的轉速數據，數據更新頻率100Hz；

步驟三、將載荷運動機構接口、力矩補償輪地面測試接口通過電纜與高速高精度采集設備相連接；使用高速高精度采集設備將載荷運動機構的轉角數據及補償輪的轉速數據轉換成統一數字量格式，并通過網絡UDP協議發送給仿真機；高速高精度采集設備采集時間同步精度優于1ms，載荷運動機構轉角數據采集精度優于3〞，補償輪轉速數據采集精度優于1rpm；

步驟四、將仿真機接收到的載荷運動機構的轉角數據和補償輪的轉速數據進行差分處理，可得到機構運動的角加速度α_機構、力矩補償輪的角加速度α_補償輪，該數據送入仿真模型中即可得到衛星的姿態穩定度ω_衛星、殘余干擾力矩 T_殘余，用于補償后的殘余干擾力矩及衛星姿態穩定度評價,并通過實時顯示軟件進行顯示；

所述步驟四將載荷運動機構、力矩補償輪實物與動力學數學仿真模型相結合，形成半物理的測試系統，實時計算補償后的殘余干擾力矩及衛星姿態穩定度，測試衛星動態特性，驗證力矩補償精度；

所述載荷運動機構接口、力矩補償輪地面測試接口輸出其運動信息，該運動信息需與真實運動同步，表征真實物理動態特性。

2.根據權利要求1所述的星上干擾力矩補償的高精度半物理測試方法，其特征在于，所述步驟二采用RS422串行接口。

3.根據權利要求1所述的星上干擾力矩補償的高精度半物理測試方法，其特征在于，采用所述高速高精度采集設備，將載荷運動機構、力矩補償輪地面測試接口中的運動信息實時采集。