[發(fā)明專利]分離式微小衛(wèi)星的磁浮控制在軌試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911060911.2
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110955221B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張偉;黃慶龍;方寶東;施偉璜;陳曉;彭攀;張小柯
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種分離式微小衛(wèi)星的磁浮控制在軌試驗方法，采用磁浮控制實驗進(jìn)行磁浮控制驗證，對分離式微小衛(wèi)星在不同在軌工作狀態(tài)下分別進(jìn)行試驗，其中姿態(tài)定向模式是令艙間連接解鎖裝置斷電，星上敏感器、磁浮機(jī)構(gòu)加電開機(jī)，驗證后令星上敏感器、磁浮機(jī)構(gòu)斷電關(guān)機(jī)，艙間連接解鎖裝置加電。姿態(tài)機(jī)動模式是令艙間連接解鎖裝置加電鎖緊，衛(wèi)星艙間處于連接狀態(tài)，衛(wèi)星進(jìn)入姿態(tài)機(jī)動過程，令艙間連接解鎖裝置斷電，星上敏感器、磁浮機(jī)構(gòu)開機(jī)工作，驗證后令星上敏感器、磁浮機(jī)構(gòu)關(guān)機(jī)，艙間連接解鎖裝置加電。本發(fā)明可覆蓋衛(wèi)星在軌時所有的姿態(tài)模式，充分考核衛(wèi)星在軌時磁浮控制的性能，方法簡單可靠，具備良好的工程應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星在軌試驗方法，具體地，涉及一種分離式微小衛(wèi)星的磁浮控制在軌試驗方法。

背景技術(shù)

遙感衛(wèi)星是一種以任務(wù)為主導(dǎo)的對地觀測衛(wèi)星，可實現(xiàn)對全球重點關(guān)鍵軍事地區(qū)、災(zāi)害發(fā)生區(qū)域、科學(xué)研究區(qū)域等的持續(xù)觀測，可全天時成像，任務(wù)響應(yīng)快，非常適合對地球進(jìn)行長期快速的訪問成像。遙感衛(wèi)星對指向精度和穩(wěn)定度都有較高的要求。

現(xiàn)有衛(wèi)星平臺為保證穩(wěn)定性，需要進(jìn)行抑振、隔振。分離式微小衛(wèi)星通過采用磁浮控制技術(shù)，將平臺艙與載荷艙進(jìn)行隔離，通過隔斷平臺艙振動源，載荷艙的指向精度和穩(wěn)定度都較傳統(tǒng)衛(wèi)星性能更高，可滿足遙感、測繪及空間科學(xué)類載荷對指向精度和穩(wěn)定度的高性能需求。

在上述背景下，傳統(tǒng)的衛(wèi)星在軌試驗方法都是針對固連式衛(wèi)星在軌試驗，無法滿足分離式衛(wèi)星的在軌試驗需求，為了高效可靠地在軌驗證分離式衛(wèi)星的磁浮控制性能，需要研發(fā)一種分離式微小衛(wèi)星的磁浮控制在軌試驗。

與本申請相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)是專利文獻(xiàn)CN 104571097A，公開了一種衛(wèi)星控制系統(tǒng)在軌閉環(huán)驗證系統(tǒng)，適用于衛(wèi)星控制系統(tǒng)新技術(shù)及產(chǎn)品的在軌驗證，通過在控制計算機(jī)中運行衛(wèi)星動力學(xué)運動學(xué)計算模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制力或力矩計算模塊及敏感器測量值計算模塊，來構(gòu)造新技術(shù)或產(chǎn)品應(yīng)用于衛(wèi)星控制系統(tǒng)的閉環(huán)工作條件，使用可以在缺少執(zhí)行機(jī)構(gòu)、敏感器甚至是被控對象的條件下，仍可達(dá)到對衛(wèi)星控制系統(tǒng)的新技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行在軌實時閉環(huán)驗證的目的。

專利文獻(xiàn)CN107168349A，公開了一種基于磁浮力器的高精度大帶寬無動量輪的衛(wèi)星控制系統(tǒng)，其包括解鎖鎖緊裝置、姿態(tài)指令發(fā)生器、靜艙姿態(tài)傳感器、靜艙姿態(tài)控制器、磁浮力器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動艙相對位置傳感器、解耦控制裝置、動艙相對位置控制器、動艙相對姿態(tài)控制器、動艙執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于采用磁浮力器將衛(wèi)星平臺分離成動艙和靜艙兩部分，并對兩艙采用了不同的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以解決動靜分離式衛(wèi)星平臺的高精度姿態(tài)穩(wěn)定控制問題，同時由于無需使用動量輪，可大幅降低控制系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)壽命和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種分離式微小衛(wèi)星的磁浮控制在軌試驗方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種分離式微小衛(wèi)星的磁浮控制在軌試驗方法，采用磁浮控制試驗進(jìn)行磁浮控制驗證，對分離式微小衛(wèi)星在不同在軌工作狀態(tài)下分別進(jìn)行，所述試驗包括姿態(tài)定向模式試驗和/或姿態(tài)機(jī)動模式試驗。

優(yōu)選地，所述姿態(tài)定向模式試驗是令艙間連接解鎖裝置斷電，星上敏感器、磁浮機(jī)構(gòu)加電開機(jī)，開展磁浮控制驗證，驗證后令星上敏感器、磁浮機(jī)構(gòu)斷電關(guān)機(jī)，艙間連接解鎖裝置加電。

優(yōu)選地，所述姿態(tài)機(jī)動模式試驗是令艙間連接解鎖裝置加電鎖緊，衛(wèi)星艙間處于連接狀態(tài)，衛(wèi)星進(jìn)入姿態(tài)機(jī)動過程，令艙間連接解鎖裝置斷電，星上敏感器、磁浮機(jī)構(gòu)開機(jī)工作，開展磁浮控制驗證，驗證后令星上敏感器、磁浮機(jī)構(gòu)關(guān)機(jī)，艙間連接解鎖裝置加電。

優(yōu)選地，所述姿態(tài)定向模式試驗中，在衛(wèi)星進(jìn)入測控弧段區(qū)間時，地面上注遙控指令，令艙間連接解鎖裝置斷電，使得衛(wèi)星處于艙間解鎖狀態(tài)，令星上敏感器和磁浮機(jī)構(gòu)加電工作，艙間磁浮機(jī)構(gòu)依據(jù)控制算法執(zhí)行動作，配合星上敏感器測量，開展磁浮控制算法驗證，此時衛(wèi)星的第一艙段的姿軌控運行于三軸穩(wěn)定定向模式，整星處于三軸姿態(tài)角和角速度穩(wěn)定狀態(tài)，衛(wèi)星的第二艙段開展磁浮控制驗證。