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基于干扰观测器的受扰卫星姿态控制器设计与优化
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作者 谢方圆 张爱民 《航天控制》 CSCD 北大核心 2019年第5期31-39,共9页
对复杂环境下的卫星姿态控制进行了研究,针对存在外界干扰和转动惯量不确定的卫星姿态控制,建立了基于误差四元数卫星姿态动力学与运动学方程,在此基础上设计了反演滑模控制器,构造Lyapunov函数并从理论上证明了闭环系统的稳定性;设计... 对复杂环境下的卫星姿态控制进行了研究,针对存在外界干扰和转动惯量不确定的卫星姿态控制,建立了基于误差四元数卫星姿态动力学与运动学方程,在此基础上设计了反演滑模控制器,构造Lyapunov函数并从理论上证明了闭环系统的稳定性;设计非线性干扰观测器(NDO)对等效干扰进行估计,使控制器输出力矩减小,有效降低了输出饱和的风险,同时抑制了滑模控制带来的抖振;为了获得更好的控制效果,以控制器参数为优化变量,综合考虑了控制器的动态性能和被控对象的输入受限条件,建立了评价函数,利用改进的粒子群算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明设计的控制器可行且有效,得到了较好的控制效果。 展开更多
关键词 卫星姿态 反演滑模控制 非线性干扰观测器 粒子群算法
微纳卫星姿态控制系统的半实物仿真 预览
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作者 张威 闻新 魏炳翌 《兵工自动化》 2019年第5期53-58,共6页
针对脉冲等离子体推进器作为执行机构的微纳卫星姿态控制系统(attitude control system,ACS)仿真的需要,采用脉冲信号控制双旋翼实验平台对微纳卫星姿态控制系统进行半实物仿真。使用Elman神经网络PID的控制策略,在线调整PID参数,适应... 针对脉冲等离子体推进器作为执行机构的微纳卫星姿态控制系统(attitude control system,ACS)仿真的需要,采用脉冲信号控制双旋翼实验平台对微纳卫星姿态控制系统进行半实物仿真。使用Elman神经网络PID的控制策略,在线调整PID参数,适应动态系统。通过半实物仿真平台的对比试验,验证了Elman神经网络PID控制系统自适应能力强、超调量小等优点,同时也验证了双旋翼实验平台对于脉冲等离子推进器半实物仿真的有效性。 展开更多
关键词 脉冲等离子推进器 卫星姿态 半实物仿真 ELMAN神经网络 PID控制
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卫星姿态大角度机动的轨迹规划和模型预测与反演控制 预览 被引量:3
3
作者 谭天乐 尹俊雄 郑翰清 《飞控与探测》 2019年第1期17-23,共7页
空间科学观测、态势感知、对地遥感、操控服务等应用对卫星提出了高精度、高稳定度、平稳柔顺大角度姿态机动的需求。采用欧拉角形式,对时变、非线性卫星姿态动力学系统进行了分析与建模,将每一个测控周期视为一个姿态机动过程。基于动... 空间科学观测、态势感知、对地遥感、操控服务等应用对卫星提出了高精度、高稳定度、平稳柔顺大角度姿态机动的需求。采用欧拉角形式,对时变、非线性卫星姿态动力学系统进行了分析与建模,将每一个测控周期视为一个姿态机动过程。基于动力学系统受控运动的规律,在每一个姿态跟踪机动过程中,预测姿态偏差,通过卫星姿态演化的反演得到控制指令。以三角函数为基础,设计了一种卫星姿态大角度机动的运动轨迹规划方法。所述的轨迹规划及控制方法具有轨迹跟踪精度高、稳定性好,跟踪和机动过程平稳柔顺的特点。数学仿真验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 轨迹规划 模型预测与反演控制 卫星姿态 大角度机动
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北斗IGSO卫星姿态零偏航状态下精密定轨 预览
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作者 郭睿 周建华 +4 位作者 胡小工 李晓杰 刘利 周善石 吴杉 《测绘学报》 CSCD 北大核心 2018年第B12期18-27,共10页
考虑到卫星平台供电和卫星安全等因素,北斗系统IGSO卫星姿态采用动态偏置与零偏置相结合的控制方式。在不同的控制模式下,卫星本体和太阳帆板受照条件存在一定的差异,动偏期间的力学模型不适用于零偏期间,零偏期间的IGSO卫星定轨精度衰... 考虑到卫星平台供电和卫星安全等因素,北斗系统IGSO卫星姿态采用动态偏置与零偏置相结合的控制方式。在不同的控制模式下,卫星本体和太阳帆板受照条件存在一定的差异,动偏期间的力学模型不适用于零偏期间,零偏期间的IGSO卫星定轨精度衰减非常明显,致使重点地区系统服务平均可用性降低2%,其他地区降低4%,系统服务性能受到严重挑战。针对该问题,本文提出了钟差约束条件下的零偏状态定轨方案,设计了详细的钟差应用策略、系统差控制策略和力学模型误差补偿策略,解决了IGSO卫星零偏期间精密定轨问题,实现了动偏转零偏、零偏转动偏两个状态变化前后卫星轨道产品的"无缝衔接",导航服务未中断,卫星空间信号精度保持了连续和稳定。实测数据的试验结果表明:①C06卫星的UERE由2.95m提高为1.22m,C09卫星的UERE由6.29m提高为1.54m;②C06和C09卫星UERE小于2.5m概率分别由59.87%和35.04%提高为94.85%和88.49%,UERE小于5m概率分别由92.10%和71.67%提高为99.98%和99.43%。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 IGSO卫星 零偏航 卫星姿态 双向频率传递
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敏捷卫星同轨多条带成像拼接重叠像元数阈值分析 预览 被引量:1
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作者 许越 冯华君 +2 位作者 徐之海 李奇 陈跃庭 《光电工程》 CSCD 北大核心 2017年第11期1066-1074,共9页
针对敏捷成像中的多条带拼接成像模型,对条带图像的拼接重叠度进行仿真分析。建立多条带拼接成像的任务模型和几何退化模型,提出重叠区域宽度阈值的判别准则。针对星下点条带,分析不同场景类型遥感图像的重叠区域宽度阈值,探究了地面分... 针对敏捷成像中的多条带拼接成像模型,对条带图像的拼接重叠度进行仿真分析。建立多条带拼接成像的任务模型和几何退化模型,提出重叠区域宽度阈值的判别准则。针对星下点条带,分析不同场景类型遥感图像的重叠区域宽度阈值,探究了地面分辨率变化对重叠区域宽度阈值的影响。针对敏捷条带,分析了俯仰、横滚等敏捷特性对于重叠阈值的影响。仿真结果表明,在0.46 m地面分辨率下,6类场景类型重叠宽度阈值均在28 pixels以上,其中军港机场、海岛阈值较大,超过31 pixels。阈值统计符合正态分布的3σ原则,证明了阈值求解方式的可信度。星下点成像时地面分辨率变化对像面重叠像素阈值无太大影响,但对地面实际重叠宽度阈值影响较大。而敏捷条带成像时,卫星的俯仰和横滚将会增大条带的重叠宽度阈值,几何变形对阈值的影响超过星下点时地面分辨率的变化。通过对条带拼接重叠度的仿真分析,为敏捷卫星的高分辨率光学成像任务规划提供了有意义的参考。 展开更多
关键词 敏捷卫星 多条带拼接 敏捷成像 重叠区域宽度阈值 场景类型 地面分辨率 卫星姿态
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基于李群谱配点法的卫星姿态仿真 预览
6
作者 李益群 吴勃英 王常虹 《导航定位与授时》 2017年第6期19-23,共5页
为了提高卫星姿态控制系统仿真的精度、可信性和长时间稳定性,提出了一种基于李群谱配点法的卫星姿态仿真方法。对于李群上动力学系统的仿真,李群谱配点法具有独特的优势,不仅能很好地保持系统的几何结构,而且具有几何收敛性。主要结合... 为了提高卫星姿态控制系统仿真的精度、可信性和长时间稳定性,提出了一种基于李群谱配点法的卫星姿态仿真方法。对于李群上动力学系统的仿真,李群谱配点法具有独特的优势,不仅能很好地保持系统的几何结构,而且具有几何收敛性。主要结合李群算法和谱方法各自的优势,给出了几何动力学与控制系统李群谱配点法的构造方法并将该算法应用于欠驱动卫星系统的姿态控制系统仿真中。 展开更多
关键词 李群 谱配点法 几何动力学 卫星姿态
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Swarm卫星星载GPS精密定轨方法及精度分析 预览 被引量:3
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作者 田英国 郝金明 +2 位作者 谢建涛 于合理 陈逸伦 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期452-457,共6页
Swarm星座是ESA的首个用于测量来自地球核心、地幔、地壳、海洋、电离层等区域磁场信息的对地观测卫星星座。而高精度的轨道信息正是其有效利用卫星载荷完成上述任务的前提条件。目前国内关于Swarm卫星精密定轨的研究较少,为此建立并推... Swarm星座是ESA的首个用于测量来自地球核心、地幔、地壳、海洋、电离层等区域磁场信息的对地观测卫星星座。而高精度的轨道信息正是其有效利用卫星载荷完成上述任务的前提条件。目前国内关于Swarm卫星精密定轨的研究较少,为此建立并推导了Swarm卫星精密定轨的动力学模型、观测模型以及它们之间的数学关系,详细给出了Swarm卫星精密定轨模型与实现过程。针对Swarm卫星精密定轨中姿态数据的处理问题提出了相应的解决方案。利用Swarm卫星星载GPS实测数据,采用约化动力学定轨方法进行Swarm卫星精密定轨实验。通过轨道衔接点位置差异、与外部精密轨道比较以及SLR验证等精度评定方法分析表明:基于星载GPS的Swarm卫星约化动力学定轨各方向的精度都优于3 cm。 展开更多
关键词 Swarm卫星 星载GPS 卫星姿态 约化动力学精密定轨 精度分析
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空间大型末端执行器柔性绳索捕获动力学研究 预览 被引量:2
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作者 荣吉利 辛鹏飞 +2 位作者 诸葛迅 杨永泰 项大林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1730-1737,共8页
针对绳索式末端执行器缠绕及捕获卫星过程中的动力学问题,采用绝对节点坐标方法描述横观各向同性柔性绳索的缠绕运动,及卡尔丹角描述刚体卫星的姿态运动,并引入绳索与目标间的非线性动力学模型,建立包含末端执行器固定环和旋转环、... 针对绳索式末端执行器缠绕及捕获卫星过程中的动力学问题,采用绝对节点坐标方法描述横观各向同性柔性绳索的缠绕运动,及卡尔丹角描述刚体卫星的姿态运动,并引入绳索与目标间的非线性动力学模型,建立包含末端执行器固定环和旋转环、绳索及被捕获卫星抓杆在内的刚柔耦合动力学模型。结合广义d法以及工程上常用的Scaling技术,利用Matlab开发了计算程序,实现动力学方程的高效精确数值求解。计算结果表明:此模型能较好地模拟柔性绳索缠绕及捕获卫星的过程,同时给出捕获过程中卫星姿态的变化及绳索的运动和受力情况,为实际工程中捕获机构的设计和试验提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 航空 航天科学技术基础学科 捕获动力学 柔性绳索 卫星姿态 刚柔耦合 绝对节点坐标方法
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AEKF在星敏感器低频误差补偿中的应用 预览 被引量:3
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作者 雷琦 龚志辉 +1 位作者 林雕 耿弘毅 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期252-257,共6页
高分辨率对地观测卫星需要精确的姿态信息来满足后续对地定位等工作,因此姿态确定精度十分重要。星敏感器的低频误差是影响卫星姿态确定精度的重要因素之一,主要是由空间周期性的热环境变化引起的。为进一步提高卫星姿态确定精度,对星... 高分辨率对地观测卫星需要精确的姿态信息来满足后续对地定位等工作,因此姿态确定精度十分重要。星敏感器的低频误差是影响卫星姿态确定精度的重要因素之一,主要是由空间周期性的热环境变化引起的。为进一步提高卫星姿态确定精度,对星敏感器的低频误差产生机理即星敏感器主光轴做周期性扰动进行了分析,设计了星敏感器低频误差补偿方案,建立了考虑星敏感器低频误差在内的组合定姿模型,利用拓维卡尔曼滤波(AEKF)对低频误差进行补偿,并引入RTS平滑滤波进一步提高姿态确定精度。仿真实验表明,设计的星敏感器低频误差补偿方案能有效对其进行补偿,提高卫星姿态确定精度。 展开更多
关键词 星敏感器 低频误差 周期性 卫星姿态 拓维卡尔曼滤波 RTS平滑
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FY-3B微波成像仪资料的地理定位误差与订正 被引量:2
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作者 唐飞 董慧杰 +1 位作者 李南 刘彩虹 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1342-1351,共10页
风云3号B星(FY-3B)上的微波成像仪(MWRI)通过10.65GHz,18.7GHz,23.8GHz,36.5GHz和89.0GHz5个频率的双极化通道对地球表面进行监测。自卫星发射至今,MWRI资料的地理定位误差还未进行深入研究。为了提高FY-3BMWRI L1级数据... 风云3号B星(FY-3B)上的微波成像仪(MWRI)通过10.65GHz,18.7GHz,23.8GHz,36.5GHz和89.0GHz5个频率的双极化通道对地球表面进行监测。自卫星发射至今,MWRI资料的地理定位误差还未进行深入研究。为了提高FY-3BMWRI L1级数据地理定位精度,基于海、陆响应的升、降轨亮温差理论NDM(Node Differential Method),通过卫星位置和速度矢量建立卫星姿态模型、采用非线性最优化方法估计卫星姿态偏差,进而对MWRI 89GHz通道的地理定位误差进行分析与订正。结果表明,2015年1—9月份俯仰、滚动和偏航角度的平均偏差分别为-0.220°,0.068°和0.062°,对应沿轨误差大约3—4km,跨轨误差小于1km。定位误差订正后,地中海、澳大利亚区域海岸线附近的升降轨亮温差明显减小;观测亮温在红海和南美洲东南部区域的分布和海岸线更加吻合,定位精度得到明显提高。 展开更多
关键词 微波成像仪 定位误差 升降轨亮温差 圆锥扫描 卫星姿态 非线性最优化
基于四频差动激光陀螺/星敏感器的卫星定姿算法 预览 被引量:2
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作者 臧强 高晶敏 +2 位作者 杨鸿波 关新 陈守磊 《电光与控制》 北大核心 2016年第3期87-91,99共6页
为了得到更高分辨率的对地观测图像,就得获得比现阶段更高精度的卫星姿态,因此必须解决卫星高频抖动的测量与处理问题。四频差动激光陀螺具有测量卫星高频抖动和低频抖动的全频带测量能力。结合星敏感器测量精度高的优点,提出了四频差... 为了得到更高分辨率的对地观测图像,就得获得比现阶段更高精度的卫星姿态,因此必须解决卫星高频抖动的测量与处理问题。四频差动激光陀螺具有测量卫星高频抖动和低频抖动的全频带测量能力。结合星敏感器测量精度高的优点,提出了四频差动激光陀螺与星敏感器的联合定姿方案。推导了联合定姿方案中的卡尔曼滤波模型,并使用该模型,对四频差动激光陀螺和星敏感器测量的数据进行融合滤波。仿真结果表明,该联合定姿方案实现了宽频带的卫星微振动测量,从而能获得更高精度的卫星姿态。 展开更多
关键词 四频差动激光陀螺 星敏感器 卫星姿态 高频抖动 卡尔曼滤波
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带大惯量运动部件卫星姿态高精度复合控制研究 预览 被引量:2
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作者 刘付成 朱东方 +3 位作者 宋婷 张志伟 黄静 孙俊 《上海航天》 2016年第6期53-60,
对有大惯量运动部件的三轴稳定卫星在稳态运行期间高精度高稳定度控制方法进行了研究。提出了一种卫星姿态高精度动态补偿控制算法:先基于卫星姿态动力学模型与卫星有效载荷运动部件摆动规律,设计了姿态稳定反馈控制律和补偿摆动部件干... 对有大惯量运动部件的三轴稳定卫星在稳态运行期间高精度高稳定度控制方法进行了研究。提出了一种卫星姿态高精度动态补偿控制算法:先基于卫星姿态动力学模型与卫星有效载荷运动部件摆动规律,设计了姿态稳定反馈控制律和补偿摆动部件干扰力矩的前馈控制器,用前馈-反馈控制的复合控制算法,消除运动部件摆动对卫星姿态控制系统产生干扰力矩的负面影响;再用干扰观测器修正因通信延迟造成的补偿残余力矩,设计了扰动观测器对前馈补偿残余力矩进行辨识,进一步补偿修正残余力矩,以保证控制系统的性能指标。仿真结果表明:该法能有效补偿干扰力矩并提高控制精度,实现的卫星姿态控制精度优于0.005°,姿态稳定度优于5×10-5(°)/s。 展开更多
关键词 卫星姿态 大惯量运动部件 高精度控制 前馈-反馈控制 干扰观测器 复合控制 通信延迟 残余力矩
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基于采样数据卫星姿态的FTB输出反馈控制 预览
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作者 薛晓娟 沈艳军 《三峡大学学报:自然科学版》 CAS 2015年第6期85-90,共6页
运用Lyapunov稳定性理论和有限时间有界理论,讨论了基于采样数据卫星姿态的有限时间有界(FTB)输出反馈控制问题.首先给出了使闭环系统满足FTB的充分条件,然后将输出反馈控制器的存在问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的可行性问题.最后... 运用Lyapunov稳定性理论和有限时间有界理论,讨论了基于采样数据卫星姿态的有限时间有界(FTB)输出反馈控制问题.首先给出了使闭环系统满足FTB的充分条件,然后将输出反馈控制器的存在问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的可行性问题.最后,仿真实验验证了所设计的控制器的有效性和可行性. 展开更多
关键词 卫星姿态 线性系统 有限时间有界 输出反馈控制
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区域扫描模式下风云二号气象卫星姿态求解方法 预览 被引量:1
14
作者 魏彩英 张晓虎 +2 位作者 赵现纲 韩琦 林维夏 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期592-599,共8页
针对风云二号气象卫星区域扫描模式下姿态求解问题,提出了分别基于区域观测图像、姿态预报和粗-精姿态关系模型3种不同的卫星姿态求解方法,并分析了它们的适用条件。利用FY-2E卫星获取的2013年7月8—14日的图像进行模拟分析,姿态计算结... 针对风云二号气象卫星区域扫描模式下姿态求解问题,提出了分别基于区域观测图像、姿态预报和粗-精姿态关系模型3种不同的卫星姿态求解方法,并分析了它们的适用条件。利用FY-2E卫星获取的2013年7月8—14日的图像进行模拟分析,姿态计算结果表明:利用基于区域观测图像方法求解的姿态对区域观测云图进行定位,误差保持在2.5个红外像元以内,该方法适用于连续区域观测情况;利用基于预报的姿态求解方法对未来24 h内区域观测云图进行定位,平均误差达到1个红外像元,该方法适用于临时启动区域观测时前24 h的区域云图定位。利用粗-精姿态关系模型方法求解的姿态对区域观测云图进行定位,最大误差为4.9个红外像元,前24 h平均误差为3.6个红外像元,该方法可以在无精姿态数据时对区域观测图像进行应急定位。 展开更多
关键词 静止气象卫星 区域观测 图像定位 卫星姿态
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带柔性天线卫星机动过程动力学分析 预览
15
作者 朱景春 张青斌 丰志伟 《系统仿真技术》 2014年第4期303-308,332共7页
基于刚柔耦合动力学模型仿真分析卫星机动过程的动力学特性.模型将天线上的柔性金属网近似成阻尼弹簧模型,将径向肋刚化并等效其柔性为径向肋根部的扭簧转角;利用该简化模型研究了卫星机动过程中径向肋和金属网的柔性对卫星姿态的影响.... 基于刚柔耦合动力学模型仿真分析卫星机动过程的动力学特性.模型将天线上的柔性金属网近似成阻尼弹簧模型,将径向肋刚化并等效其柔性为径向肋根部的扭簧转角;利用该简化模型研究了卫星机动过程中径向肋和金属网的柔性对卫星姿态的影响.通过仿真分析天线卫星系统在不同结构参数情况以及不同驱动力作用下的卫星机动过程动力学特性,对比分析得出:提高径向肋的固有频率,增加金属网以及增大径向肋扭簧的阻尼能有效降低刚柔耦合问题对卫星本体姿态的影响. 展开更多
关键词 卫星机动 刚柔耦合动力学 卫星姿态
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三轴稳定卫星姿态可视化绘制与建模 预览 被引量:3
16
作者 淡鹏 张定波 +1 位作者 王丹 李万山 《电子科技》 2014年第5期136-139,共4页
三轴稳定卫星飞行过程的可视化绘制与建模是航天飞行视景可视化开发中的一个重要内容.文中系统介绍了此类飞行器姿态数据的常用表达方式,对欧拉角及四无数姿态的可视化绘制技术、建模方法、编程实现等进行了研究,并给出了姿态球的绘制... 三轴稳定卫星飞行过程的可视化绘制与建模是航天飞行视景可视化开发中的一个重要内容.文中系统介绍了此类飞行器姿态数据的常用表达方式,对欧拉角及四无数姿态的可视化绘制技术、建模方法、编程实现等进行了研究,并给出了姿态球的绘制及姿态运动过程的建模方法.在此基础上,基于OpenGL图形库对其绘制过程进行了原型实现,给出了绘制效果,试验结果证明了该方法的可行性,同时对姿态绘制及航天视景系统开发具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 三轴稳定 卫星姿态 可视化
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压缩感知与最小二乘联合的卫星姿态抖动估计 预览 被引量:1
17
作者 马超 邓新蒲 +2 位作者 杨俊刚 汪璞 陈军 《航天电子对抗》 2014年第4期18-21,共4页
卫星在轨运行时姿态存在一定频率的抖动,目前的星敏感器和陀螺等测量仪器受限于测量频率,无法直接测量高频抖动。提出了一种压缩感知和最小二乘相结合的卫星姿态抖动估计方法。根据姿态抖动中的频率稀疏信息,通过压缩感知方法从姿态欠... 卫星在轨运行时姿态存在一定频率的抖动,目前的星敏感器和陀螺等测量仪器受限于测量频率,无法直接测量高频抖动。提出了一种压缩感知和最小二乘相结合的卫星姿态抖动估计方法。根据姿态抖动中的频率稀疏信息,通过压缩感知方法从姿态欠采样数据中恢复出抖动频率,进一步利用最小二乘方法,精确估计出卫星姿态的高频抖动。与单纯采用压缩感知方法或最小二乘方法相比,该方法提高了卫星姿态抖动的估计精度。 展开更多
关键词 卫星姿态 抖动 压缩感知(CS) 最小二乘
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卫星控制系统H∞控制器的设计及仿真 预览 被引量:1
18
作者 李瑞先 曹雁峰 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第5期46-50,共5页
研究挠性卫星的姿态稳定性问题,利用H∞控制思想设计控制器,来消除不同的内外界干扰对卫星本身所造成的影响。针对挠性卫星的姿态控制系统,俯仰角、滚动角和偏航角及其角速度都是较小的变化量,可以把姿态系统的运动学方程以及动力... 研究挠性卫星的姿态稳定性问题,利用H∞控制思想设计控制器,来消除不同的内外界干扰对卫星本身所造成的影响。针对挠性卫星的姿态控制系统,俯仰角、滚动角和偏航角及其角速度都是较小的变化量,可以把姿态系统的运动学方程以及动力学方程设计成较简单的线性化系统。基于LMI设计出姿态系统的输出反馈H∞控制器。并通过大量的仿真,验证了上述理论的可靠性和合理性。实验结果表明,上面提出的控制器设计思想能够很好地消除外部空间干扰对卫星姿态稳定性造成的影响。 展开更多
关键词 挠性模态 卫星姿态 干扰力矩
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TDICCD相机的卫星姿态稳定度确定 预览 被引量:10
19
作者 薛旭成 傅瑶 韩诚山 《中国光学》 CAS 2013年第5期767-772,共6页
为解决卫星平台振动造成的图像质量下降问题,提高TDI CCD相机成像质量,分析了卫星姿态稳定度的范围及影响。讨论了卫星平台振动与TDI CCD成像质量的相关性,推导了卫星平台姿态稳定度和像移的关系公式,得出TDI CCD相机对卫星姿态稳... 为解决卫星平台振动造成的图像质量下降问题,提高TDI CCD相机成像质量,分析了卫星姿态稳定度的范围及影响。讨论了卫星平台振动与TDI CCD成像质量的相关性,推导了卫星平台姿态稳定度和像移的关系公式,得出TDI CCD相机对卫星姿态稳定度的要求与轨道高度以及积分级数有关。实验验证了公式推导,结果显示:轨道高度越高,积分级数越大,对卫星姿态稳定度的要求就越严格。数据表明:轨道高度在200~1000 km变化时,对卫星姿态稳定度的要求从0.0377 rad/s提升至0.00635 rad/s;TDI CCD 相机的积分级数在1~100间变化时,对卫星姿态稳定度的要求从0.014 rad/s提升到0.00014 rad/s。本文工作确定了卫星姿态稳定度和轨道高度以及积分级数的关系,有助于TDI CCD成像质量的提升。 展开更多
关键词 平台振动 TDICCD相机 卫星姿态 像质
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空间光电跟踪系统动量平衡设计与试验 预览 被引量:4
20
作者 李治国 高立民 +2 位作者 张博妮 崔凯 王振宇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期62-68,共7页
研制了空间光电跟踪系统的输出力矩(角动量)和动量自补偿的平衡轮,用于降低光电跟踪系统运动对卫星平台姿态的影响。根据光电跟踪系统对目标捕获和跟踪成像的指标要求,针对其频繁启动、速度和加速度变化范围大、速度频繁过零等区别... 研制了空间光电跟踪系统的输出力矩(角动量)和动量自补偿的平衡轮,用于降低光电跟踪系统运动对卫星平台姿态的影响。根据光电跟踪系统对目标捕获和跟踪成像的指标要求,针对其频繁启动、速度和加速度变化范围大、速度频繁过零等区别于卫星姿态控制用平衡轮的特点,基于角动量平衡原理设计了一种平衡轮。通过有限元法完成了平衡轮的模态分析和结构优化,建立了包含平衡轮的光电跟踪系统的机电动力学数学模型,利用Matlab/Simulink对光电跟踪系统的方位轴系进行了模型的仿真计算。为验证其可行性,研制了一套平衡轮原理样机,提出了基于单轴气浮平台的平衡轮性能测试方法,并完成了模拟方位轴系的残余角动量检测。仿真和试验结果显示,平衡轮的使用将光电跟踪系统对平台的残余角动量输出减小了96%,表明所设计的平衡轮结构和控制系统合理可行,能够满足空间应用的需求。 展开更多
关键词 卫星姿态 光电跟踪转台 动量平衡 平衡轮 气浮台
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