[發(fā)明專利]行星探測捕獲制動(dòng)與器器分離全物理仿真實(shí)驗(yàn)裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910764524.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN110426968B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬廣程;張建新;夏紅偉;馬長波;李莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.行星探測捕獲制動(dòng)與器器分離全物理仿真實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述行星探測捕獲制動(dòng)與器器分離全物理仿真實(shí)驗(yàn)裝置包括模擬引力生成系統(tǒng)(1)、運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)、視覺測量系統(tǒng)(3)、位置測量系統(tǒng)(4)和地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)，

模擬引力生成系統(tǒng)(1)包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、ISA控制板卡、特制電磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器和特制電磁機(jī)構(gòu)；

運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)包括運(yùn)動(dòng)模擬器和電磁鐵(2-3)，運(yùn)動(dòng)模擬器均由剛性儀表平臺(tái)(2-4)、器載設(shè)備及相應(yīng)的氣浮系統(tǒng)組成，其中器載設(shè)備包括姿態(tài)測量子系統(tǒng)(2-5)、控制器(2-6)和等效執(zhí)行機(jī)構(gòu)(2-7)，剛性儀表平臺(tái)(2-4)上放置有器載設(shè)備，姿態(tài)測量子系統(tǒng)(2-5)由陀螺電機(jī)和加表組合構(gòu)成，控制器(2-6)由GNC單元和仿真計(jì)算機(jī)構(gòu)成，等效執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括冷氣推力器；

視覺測試系統(tǒng)(3)包括相機(jī)控制器和相機(jī)，相機(jī)與相機(jī)控制器之間通過電纜連接；

位置檢測系統(tǒng)(4)包括編碼器以及限位裝置，編碼器以及限位裝置安裝在運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)上；

地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、ISA控制板卡和驅(qū)動(dòng)器；

地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)通過電纜與模擬引力生成系統(tǒng)(1)、運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)、視覺測量系統(tǒng)(3)和位置測量系統(tǒng)(4)相連接，位置測量系統(tǒng)(4)返回編碼器的數(shù)據(jù)到地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)，地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)發(fā)送伺服電機(jī)的控制指令到運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)；視覺測量系統(tǒng)(3)中的相機(jī)控制器通過RS422串口與地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)進(jìn)行通訊，傳輸運(yùn)動(dòng)模擬器的位置信息反饋；視覺測量系統(tǒng)(3)通過線纜與模擬引力生成系統(tǒng)(1)連接，視覺測量系統(tǒng)(3)采集模擬引力生成系統(tǒng)(1)上運(yùn)動(dòng)模擬器的圖像，運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)與模擬引力生成系統(tǒng)(1)固定連接；

器器分離是采用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)模擬器分別來模擬環(huán)繞器(2-1)與著陸器(2-2)，兩個(gè)模擬器通過電磁鐵(2-3)進(jìn)行連接。

2.行星探測捕獲制動(dòng)與器器分離全物理仿真實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述行星探測捕獲制動(dòng)與器器分離全物理仿真實(shí)驗(yàn)方法的具體步驟為：

第一步：將權(quán)利要求1所述的行星探測捕獲制動(dòng)與器器分離全物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上電，開啟模擬引力生成系統(tǒng)(1)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與視覺測試系統(tǒng)(3)的相機(jī)控制器；

第二步：初始化行星探測捕獲制動(dòng)與器器分離全物理仿真實(shí)驗(yàn)裝置，通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)檢測各個(gè)硬件是否能正確工作，如不能正確工作，進(jìn)行檢修；

第三步：通過模擬引力生成系統(tǒng)(1)啟動(dòng)控制程序，通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸入初始位置、分離位置及分離速度，并使運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)到指定的初始位置；

第四步:利用氣爪連接運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)和運(yùn)動(dòng)模擬器；

第五步:初始化相機(jī)串口并開啟串口，將采集的運(yùn)動(dòng)模擬器的位置信息反饋給地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；

第六步：運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)和運(yùn)動(dòng)模擬器到達(dá)指定釋放位置后，由地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)發(fā)送指令釋放氣爪抓手，開啟引力，抓手釋放后，運(yùn)動(dòng)模擬器在引力和初始速度的作用下會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，此時(shí)由地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)通過電纜發(fā)送命令控制運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)(2)跟蹤運(yùn)動(dòng)模擬器，地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)通過接收視覺測量系統(tǒng)(4)采集模擬引力生成系統(tǒng)(1)上運(yùn)動(dòng)模擬器的圖像，地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)模擬引力生成系統(tǒng)(1)實(shí)現(xiàn)引力大小與方向的正確跟蹤；

第七步：保存地面監(jiān)控與控制系統(tǒng)(5)上存儲(chǔ)的跟蹤速度和引力大小的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)。