潘俊帆 康國(guó)華 周瓊峰
南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院微小衛(wèi)星研究中心,南京210000
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三軸氣浮臺(tái)重心自動(dòng)調(diào)整研究
潘俊帆 康國(guó)華 周瓊峰
南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院微小衛(wèi)星研究中心,南京210000
為了使小型三軸氣浮臺(tái)的重心與旋轉(zhuǎn)中心始終保持一致,分析了三軸氣浮臺(tái)在重力影響下的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),建立了重心到旋轉(zhuǎn)中心的偏移量與三軸上加速度的對(duì)應(yīng)方程,同時(shí)引入了彈性形變對(duì)平臺(tái)重心位置的影響,闡述了平臺(tái)姿態(tài)與受彈性形變影響而產(chǎn)生的重心偏移的關(guān)系,提出了一種修正彈性形變干擾的氣浮臺(tái)三軸重心調(diào)整方法,編寫了控制算法,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 關(guān)鍵詞 三軸氣浮臺(tái);重力;重心調(diào)整;彈性形變;物理仿真
在使用三軸氣浮臺(tái)對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)進(jìn)行高精度控制時(shí),氣浮球軸承的氣流摩擦力矩、外界對(duì)臺(tái)體的干擾力矩(如風(fēng)對(duì)臺(tái)體產(chǎn)生的力矩)、臺(tái)體的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合而產(chǎn)生的不平衡力矩,以及外界的溫度及濕度等因素,都與軌道上存在的干擾不同,因此會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在這些干擾中,質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合所產(chǎn)生的不平衡力矩帶來(lái)的影響最大。因此,能否把質(zhì)心和旋轉(zhuǎn)中心的重合度控制在適當(dāng)范圍內(nèi),對(duì)于獲得高精度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要,該項(xiàng)工作通常稱為配平。
本文首先建立了三軸氣浮臺(tái)在地面實(shí)驗(yàn)時(shí)的動(dòng)力學(xué)方程,通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)方程的分析,找出可以作為調(diào)整重心與旋轉(zhuǎn)中心差值的參考量。然后對(duì)臺(tái)面受重力影響而產(chǎn)生的彈性形變進(jìn)行分析,指出了這種形變對(duì)重心位置的影響。最后給出了一種全新的三軸氣浮臺(tái)重心調(diào)整方法。該方法修正了彈性形變對(duì)重心位置的影響,具有調(diào)整速度快,適用范圍廣等特點(diǎn),適合高精度三軸氣浮臺(tái)使用。
以三軸氣浮臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn),建立當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系(OXYZ)和隨實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)的體坐標(biāo)系(Oxyz)。當(dāng)氣浮臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其姿態(tài)可由3個(gè)歐拉角表示。設(shè)在初始狀態(tài)時(shí),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)體坐標(biāo)系與當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系完全重合,給定一組目標(biāo)歐拉角(ψ,θ,φ),按照3,2,1的順序轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),則經(jīng)過(guò)3次旋轉(zhuǎn)后,從當(dāng)?shù)厮阶鴺?biāo)系到目標(biāo)臺(tái)體坐標(biāo)系的變換矩陣C為[1]:
(1)
式中,A=sinψcosφ,B=cosψcosφ,D=sinψsinφ,E=cosψsinφ,φ為偏航角,θ為俯仰角,ψ為滾動(dòng)角。在小角度情況下,有如下關(guān)系[1]:
(2)
式(1)和(2)描述的是氣浮臺(tái)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,用于建立氣浮臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。氣浮臺(tái)用于地面實(shí)驗(yàn)時(shí),利用平臺(tái)上的傳感器獲取位姿信息,利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬對(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)控制。本文提到的三軸氣浮臺(tái)裝有三軸陀螺與傾角傳感器,可以獲取平臺(tái)當(dāng)前的角度與角速度;利用三軸動(dòng)量輪和十六向噴氣裝置對(duì)平臺(tái)進(jìn)行姿態(tài)控制。
在地面上利用三軸氣浮臺(tái)進(jìn)行衛(wèi)星姿態(tài)模擬時(shí),不可避免的會(huì)受到重力影響。當(dāng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的重心與旋轉(zhuǎn)中心不重合時(shí),重力將在平臺(tái)上產(chǎn)生靜不平衡力矩:
Ts=
(3)
若將平臺(tái)本身視作剛體,則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平臺(tái)重心與旋轉(zhuǎn)中心的位置都保持不變,其平衡動(dòng)力學(xué)方程可表示為[2]:
(4)
其中,m為轉(zhuǎn)臺(tái)質(zhì)量,Ixx為x軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,Iyy為y軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,Izz為z軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,rx,ry,rz分別為旋轉(zhuǎn)中心與重心在x,y,z軸方向相差的量。
由式(3)和(4)可知,當(dāng)重心與旋轉(zhuǎn)中心不重合時(shí),若氣浮臺(tái)的橫滾角和俯仰角不為0,則會(huì)產(chǎn)生1個(gè)角速度,從而引起姿態(tài)的改變。因此,可將平臺(tái)不處于水平位置時(shí),氣浮臺(tái)姿態(tài)在無(wú)控狀態(tài)下是否會(huì)自發(fā)變化作為判斷重心與旋轉(zhuǎn)中心是否重合的依據(jù),同時(shí)還可以根據(jù)角加速度的大小估計(jì)重心位置與旋轉(zhuǎn)中心的差值。
上述動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)是將三軸氣浮臺(tái)視為剛體,如圖1所示。
圖1 水平剛性平臺(tái)受力簡(jiǎn)圖
圖1中,平臺(tái)的自重與平臺(tái)上的載荷可等效為作用于平臺(tái)表面的均布載荷,平臺(tái)半徑為L(zhǎng)。若此時(shí)平臺(tái)已通過(guò)配平使旋轉(zhuǎn)中心與重心重合,則整個(gè)系統(tǒng)受力情況如圖1所示。
若將平臺(tái)視為彈性體,則在均布載荷q作用下,會(huì)在水平位置產(chǎn)生彈性形變。由于彈性形變的影響,此時(shí)平臺(tái)的重心將低于將平臺(tái)視作剛體時(shí)的重心。記平臺(tái)末端的彈性形變大小為h0,此狀態(tài)下重心與旋轉(zhuǎn)中心的關(guān)系如圖2所示。
圖2 水平彈性平臺(tái)受力簡(jiǎn)圖
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)固定于氣浮球軸承上,并隨之轉(zhuǎn)動(dòng),故可將實(shí)驗(yàn)平臺(tái)看作中點(diǎn)固支、兩端自由的平板。因此,當(dāng)氣浮臺(tái)上所受載荷為均布載荷時(shí),可用懸臂梁模型對(duì)氣浮臺(tái)一側(cè)的受力進(jìn)行近似分析。其遠(yuǎn)端的撓度可以通過(guò)式(5)和(6)[3]算出:
(5)
(6)
式中,q為沿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)徑向均布的載荷;L為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的半徑;E為平臺(tái)所用材料的彈性模量;I為截面的慣性矩,與平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān);h0為臺(tái)面處于水平狀態(tài)時(shí)相對(duì)于水平基準(zhǔn)線的最大撓度,取豎直向上為正向。式(5)描述的是整個(gè)懸臂梁模型的撓度曲線,x為到支點(diǎn)的距離,y為該位置撓度,取豎直向上為正。
圖3 傾斜彈性平臺(tái)受力簡(jiǎn)圖
設(shè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)了一定角度,如圖3所示。由于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與水平面產(chǎn)生了一個(gè)夾角,因此重力在垂直于臺(tái)面方向的均布載荷要小于臺(tái)面處于水平位置時(shí)。平臺(tái)在水平位置時(shí)的最大撓度為h0,因此在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中有h0>h>0。由式(6)可知h的取值與q有關(guān),而q與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)轉(zhuǎn)角θ有如下關(guān)系:
(7)
因此,平臺(tái)末端的撓度與實(shí)驗(yàn)臺(tái)的轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)關(guān)系為:
(8)
由式(8)可以看出,臺(tái)面末端的撓度大小會(huì)隨臺(tái)面傾角的變化而變化。若將臺(tái)面視作均質(zhì)考慮,可得:
(9)
即整個(gè)臺(tái)面的重心會(huì)隨傾角的變化而變化。因此,重心應(yīng)根據(jù)臺(tái)面姿態(tài)的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)制。
三軸氣浮臺(tái)的重心調(diào)整一般通過(guò)觀察氣浮臺(tái)在水平狀態(tài)下的偏轉(zhuǎn)方向,以添加或移動(dòng)配重塊的方式手動(dòng)調(diào)整。但耗時(shí)較長(zhǎng),調(diào)整精度較低,同時(shí)由于調(diào)整時(shí)的基準(zhǔn)面一般選擇在水平面上,當(dāng)完成重心在XY面上的調(diào)整后,無(wú)論重心在Z軸上是否有偏差,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因此難以對(duì)重心進(jìn)行Z軸方向上的調(diào)整。
現(xiàn)有的自動(dòng)調(diào)平方式也多著眼于重心在XY面內(nèi)的調(diào)整,對(duì)Z軸方向的調(diào)整多依賴于經(jīng)驗(yàn)。本文提出的三軸氣浮臺(tái)重心動(dòng)態(tài)調(diào)整方法利用了平臺(tái)上的自動(dòng)配重模塊、臺(tái)面測(cè)量系統(tǒng)以及姿控態(tài)統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)重心的三軸自動(dòng)調(diào)整。整個(gè)調(diào)整過(guò)程如圖4所示。具體調(diào)整方法如下:
1)首先將進(jìn)行過(guò)粗調(diào)平的三軸氣浮臺(tái)置于水平位置,讓氣浮臺(tái)處于自由狀態(tài),利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的傳感器測(cè)量出此時(shí)三軸氣浮臺(tái)繞X,Y軸的角加速度;
2)根據(jù)三軸氣浮臺(tái)各軸慣量和飛輪模塊飛輪慣量的比值以及測(cè)量出的角加速度計(jì)算出對(duì)應(yīng)軸向上飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度,并控制飛輪向三軸氣浮臺(tái)繞X,Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)相同的方向加速轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)噴氣系統(tǒng)對(duì)飛輪進(jìn)行卸載。此時(shí)的控制目標(biāo)為保持三軸氣浮臺(tái)姿態(tài)水平不變;
3)由飛輪維持臺(tái)面水平所需要的力矩大小以及方向,調(diào)節(jié)配平滑軌上配重塊的位置,使得飛輪維持臺(tái)面水平所需的力矩逐漸減小,直至飛輪維持常值轉(zhuǎn)速。至此即完成重心在水平面即X,Y軸上的調(diào)整;
4)對(duì)飛輪進(jìn)行卸載后,利用X軸(或Y軸)方向的飛輪使實(shí)驗(yàn)平臺(tái)產(chǎn)生傾斜。此時(shí)由于重心在Z軸上,尚未完成調(diào)整,由于重心位置的不同對(duì)臺(tái)面產(chǎn)生的影響不同。由式(4)可知,若重心在Z軸上高于旋轉(zhuǎn)中心,由重力產(chǎn)生的不平衡力矩會(huì)使平臺(tái)傾斜程度加大,反之則會(huì)減小。利用飛輪將平臺(tái)維持在這一傾斜位置,并根據(jù)平臺(tái)傾斜的趨勢(shì)移動(dòng)滑軌上配重塊的位置配平,直至平臺(tái)穩(wěn)定在這一位置,且飛輪輸出常值轉(zhuǎn)速。至此即完成重心在Z軸上的調(diào)整。
由于彈性形變的影響,重心在Z軸上的位置會(huì)隨傾角變化。因此,在傾斜姿態(tài)平臺(tái)完成了Z軸上的重心調(diào)整后,此時(shí)的調(diào)整是和當(dāng)前姿態(tài)對(duì)應(yīng)的。當(dāng)平臺(tái)回到水平位置或者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),Z軸的配重塊也需要進(jìn)行相應(yīng)的移動(dòng)來(lái)保證重心在目前的姿態(tài)下與旋轉(zhuǎn)中心重合。重心和姿態(tài)的關(guān)系已在式(9)給出,配重的調(diào)整量應(yīng)根據(jù)配重與臺(tái)面質(zhì)量的比值及重心和姿態(tài)的關(guān)系決定。
圖4 重心自動(dòng)調(diào)整過(guò)程流程圖
4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件
三軸氣浮臺(tái)的臺(tái)面直徑800mm,臺(tái)面質(zhì)量45kg,所加配重塊質(zhì)量1kg,配重塊所在滑軌可調(diào)節(jié)范圍為240mm,重心初始時(shí)在X,Y,Z三軸上的偏移量分別為4mm,3mm,2mm,臺(tái)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I=(2.41,0,0;0,2.78,0;0,0,3.16),慣量積為0。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用動(dòng)量輪作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),由噴氣系統(tǒng)對(duì)動(dòng)量輪進(jìn)行卸載。選取對(duì)平臺(tái)不施加控制時(shí)的繞X軸和Y軸的角加速度為參考量,根據(jù)角加速度的方向和大小確定控制力矩,最終控制目的是使該參考量為0。由實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)和式(8)和(9)可得,實(shí)驗(yàn)臺(tái)受彈性形變影響而產(chǎn)生的重心偏移量在10-4量級(jí)。
圖5 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與三軸調(diào)平系統(tǒng)
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖6是考慮彈性形變時(shí)調(diào)整過(guò)程中的重心與旋轉(zhuǎn)中心的差的變化。圖7是對(duì)應(yīng)的調(diào)整過(guò)程中實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)面的姿態(tài)變化。如圖所示,重心調(diào)整由XY面開(kāi)始,再到Z軸。調(diào)整的過(guò)程中,臺(tái)面的姿態(tài)會(huì)產(chǎn)生的一定的起伏,這種姿態(tài)的波動(dòng)會(huì)隨重心與旋轉(zhuǎn)中心的接近而逐漸減小。在10°附近完成此姿態(tài)下的重心調(diào)平后,由于考慮到彈性形變?cè)诓煌藨B(tài)下對(duì)重心有不同的影響,重心的調(diào)整還將隨臺(tái)面姿態(tài)的變化而變化。因此當(dāng)平臺(tái)姿態(tài)回到水平后,重心與旋轉(zhuǎn)中心依然重合。圖8是未考慮彈性形變時(shí)調(diào)整過(guò)程中的重心與旋轉(zhuǎn)中心的差的變化。圖9是對(duì)應(yīng)的調(diào)整過(guò)程中實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)面的姿態(tài)變化。整個(gè)調(diào)整過(guò)程中平臺(tái)姿態(tài)的變化與考慮彈性形變的調(diào)平方式類似。如圖所示,盡管10°時(shí)重心與旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整到了重合的位置,但是隨著實(shí)驗(yàn)平臺(tái)回到水平,重心與旋轉(zhuǎn)中心的差值又逐漸增大。
圖6 考慮彈性形變時(shí)調(diào)整過(guò)程中的重心與旋轉(zhuǎn)中心的差的變化
圖7 考慮彈性形變時(shí)調(diào)整過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)臺(tái)姿態(tài)變化
圖8 不考慮彈性形變時(shí)調(diào)整過(guò)程中的重心與旋轉(zhuǎn)中心的差的變化
圖9 不考慮彈性形變時(shí)調(diào)整過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)臺(tái)姿態(tài)變化
由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,該調(diào)平方法突破了以往重心調(diào)整僅在X,Y面內(nèi)的限制。對(duì)重心在Z軸上的偏移也有很好的調(diào)整效果。由于本方法同時(shí)考慮了彈性形變對(duì)臺(tái)面重心造成的影響,將重心的調(diào)整與姿態(tài)的變化聯(lián)系起來(lái),因此使得平臺(tái)在任何位置都能保持重心與旋轉(zhuǎn)中心的重合,從而在最大程度上減少了由重力帶來(lái)的干擾力矩。應(yīng)用本方法的整個(gè)調(diào)平過(guò)程平穩(wěn)而快速,為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)打下了良好的基礎(chǔ)。
分析了三軸氣浮臺(tái)的重心調(diào)整影響因素,提出了一種適用于三軸的重心調(diào)整方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得到如下結(jié)論:
1)通過(guò)對(duì)重力導(dǎo)致的臺(tái)面彈性形變與調(diào)平配置的影響分析,得出了彈性形變?cè)斐傻闹匦钠婆c姿態(tài)之間的關(guān)系,提出了一種可以主動(dòng)消除該干擾的調(diào)平方法;
2)通過(guò)調(diào)平實(shí)驗(yàn),深入分析了彈性形變以及姿態(tài)改變對(duì)氣浮平臺(tái)重心位置的影響,由此設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)調(diào)平方法,通過(guò)仿真驗(yàn)證了該方法能在較短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)完成氣浮臺(tái)重心在三軸上的位置調(diào)整。
該調(diào)平方法還可用于模擬重心與旋轉(zhuǎn)中心始終保持一定距離的情況(如重力梯度力矩對(duì)衛(wèi)星的影響),對(duì)于增加地面的仿真能力,提高仿真實(shí)驗(yàn)精度有著重要意義。
[1] 楊秀彬,金光,徐開(kāi). 三軸氣浮臺(tái)自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡和干擾力矩測(cè)試[J]. 空間科學(xué)學(xué)報(bào),2009,29(1):34-38.(YangXiubin,JinGuang,XuKai.AdjusttotheBalanceofThree-DOFAir-bearingPlatformandtheTestsofDisturberTorque[J].Chin.J.Space.Sci,2009,29(1):34-38.)
[2] 李延斌,向東,高有華. 重力引起的三自由度氣浮臺(tái)各類不平衡力矩關(guān)系及影響[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào),2015,51(21):7-14.(LiYanbin,XiangDong,GaoYouhua.RelationandInfluenceofAllKindsofUnbalanceTorquesofThreeDegreesofFreedomAir-bearingPlatformCausebyGravity[J].JournalofMechanicalEngineering, 2015,51(21):7-14.)
[3] 單祖輝. 材料力學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社,2010.(ShanZuhui.StrengthofMaterials[M].Beijing:HigherEducationPress,2010.)
[4] 邱萬(wàn)彬,陸婷婷. 基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的三軸氣浮臺(tái)姿態(tài)確定[J]. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2015,23(2):554-557.(QiuWanbin,LuTingting,AttitudeDeterminationof3-axisAirBearingTableBasedontheComputerVision[J].ComputerMeasurement&Control, 2015,23(2):554-557. )
[5] 田留德,趙建科,薛勛,等. 基于單軸氣浮臺(tái)的角動(dòng)量輸出測(cè)量方法[J]. 中國(guó)測(cè)試,2011,37(6):41-44.(TianLiude,ZhaoJianke,XueXun,etal.MeasurementMethodofAngularMomentumOutputBasedonOne-axisAirBearingTest-bed[J].ChinaMeasurement&Test, 2011,37(6):41-44 .)
[6] 張振軍,董云峰. 利用動(dòng)量輪測(cè)試氣浮臺(tái)干擾力矩的新方法[J]. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2008,16(8):1122-1124.(ZhangZhenjun,DongYunfeng.NewMethodforTestingInterferenceTorqueofAirBearingPlatformbyMomentumWheel[J].ComputerMeasurement&Control, 2008,16(8):1122-1124.)
[7] 劉超,何平,李岐,等. 基于三軸氣浮臺(tái)的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)物理仿真[J]. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,31(1):65-68.(LiuChao,HePing,LiQi,etal.PhysicalSimulationofSatelliteAttitudeControlSystemBasedonThree-axisAirBearingplatform[J].JournalofHarbinUniversityofCommerce, 2015,31(1):65-68.)
[8]Reynerson,CharlesM.AerodynamicDisturbanceForceandTorqueforSpacecraftandSimpleShapesUsingFinitePlateElements-PartII:Aerodynamicforce&torque[C]// 2012IEEEAerospaceConference,March3-10,2012,BigSky,MT,UnitedStates,2012:1-9.
[9]BaeJ,KimY.AdaptiveControllerDesignforSpacecraftFormationFlyingUsingSlidingModeControllerandNeuralNetworks[J].JournaloftheFranklinInstitute,2012,349(5):578-603.
[10]VerbinD,LappasVJ.RapidRotationalManeuveringofRigidSatelliteswithHybridActuatorsConfiguration[J].JournalofGuidanceControlandDynamics, 2013,36(2): 532-547.
[11]LongbothamN,BleilerC,ChaapelC,etal.SpectralClassificationofWorldview-2Multi-AngleSequence[C] //IEEEGRSSandISPRSJointUrbanRemoteSensingEvent.Munich,Germany:IEEEComputerSociety, 2011: 109-112.
[12]BoyarkoGA,RomanoM,YakimenkoOA.Time-OptimalReorientationofaSpacecraftUsinganInverseDynamicsOptimizationMethod[J].JournalofGuidanceControlandDynamics, 2011,34(4): 1197-1208.
[13]BassetG,XuY,YakimenkoOA.ComputingShort-TimeAircraftManeuversUsingDirectMethods[J].JournalofComputerandSystemsSciencesInternational, 2010,49(3): 481-513.
[14]VerbinD,LappasVJ,Ben-AsherJZ.Time-EfficientAngularSteeringLawsforRigidSatellites[J].JournalofGuidanceControlandDynamics, 2011,34(3):878-892.
[15]VerbinD,LappasVJ.RapidRotationalManeuveringofRigidSatelliteswithHybridActuatorsConfiguration[J].JournalofGuidanceControlandDynamics, 2013,36(2):532-547.
Research on the Automatic Adjustment of Center of Gravity on Three-Axis Air-Bearing Platform
Pan Junfan,Kang Guohua,Zhou Qiongfeng
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210000, China
Inordertomakethecenterofgravityofthethree-axisairbearingtableconsistentwiththerotationcenter,themotioncharacteristicsofthreeaxisairbearingtableareanalyzedundertheinfluenceofgravityinthispaper.Theequationofaccelerationisestablishedonthethree-axiscorrespondingtotheoffsetofthecenterofgravitytothecenterofrotation.Inviewofelasticdeformation,theequationofplatformattitudeandthecenterofgravityshiftarealsobuiltduetoelasticdeformation.Inthispaper,acenterofgravityadjustmentmethodofthreeaxisofairbearingtablewithmodifiedelasticdeformationinterferenceispresented.Thecontrolalgorithmofthiscenterofgravityadjustmentmethodisdevelopedandthisalgorithmisproventhatitiseffectivethroughthephysicalsimulationofthree-axisairbearingtable.
Three-axisair-bearingplatform;Gravity;Centerofgravityadjustment;Elasticdeformation;Physicalsimulation
2016-08-02
潘俊帆(1992-),男,吉林人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)樾l(wèi)星總體設(shè)計(jì)與姿控;康國(guó)華(1978-),男,福建人,教授,碩士生導(dǎo)師,主要研究方向?yàn)樾l(wèi)星總體設(shè)計(jì)與姿控;周瓊峰(1993-),女,浙江人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)樾l(wèi)星總體設(shè)計(jì)與姿控。
V416.2
A
1006-3242(2017)02-0083-06