五自由度氣浮仿真試驗(yàn)臺(tái)位置和姿態(tài)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，航天器將具有更高的姿態(tài)指向精度和跟蹤控制能力，逐步向著智能化、敏捷化和多功能化的方向發(fā)展。先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用在確保航天器完成各種在軌服務(wù)的同時(shí)，也使航天器的發(fā)射和控制成為一種高風(fēng)險(xiǎn)高投入的任務(wù)，降低風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)有效途徑就是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行充分的地面試驗(yàn)驗(yàn)證。本文研究的五自由度氣浮仿真試驗(yàn)系統(tǒng)能夠在地面上復(fù)現(xiàn)太空中微重力、低摩擦的動(dòng)力學(xué)環(huán)境，模擬航天器的軌道和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)，可以將航天器的軟硬件引入控制回路，有效的完成地面仿真驗(yàn)

2、證。
　　本文首先介紹了五自由度氣浮仿真試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，分別闡述了氣浮臺(tái)各個(gè)功能單元的組成和工作原理；在 Pro/ENGINEER環(huán)境下建立了氣浮臺(tái)的精確模型，進(jìn)行了虛擬質(zhì)心調(diào)節(jié)，為實(shí)際調(diào)平衡工作提供了可靠的依據(jù)，同時(shí)對(duì)模型進(jìn)行了質(zhì)量分析，計(jì)算出姿態(tài)控制的關(guān)鍵參數(shù)——慣量矩陣。
　　根據(jù)剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，建立了基于冷氣—飛輪控制的氣浮臺(tái)位置和姿態(tài)模型，并對(duì)氣浮臺(tái)所受干擾力矩進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，為后續(xù)位姿控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提