[发明专利]航天器活动部件干扰力矩标定方法和系统

说明书

本发明公开了一种航天器活动部件干扰力矩标定方法，该方法包含：测定气浮台转动惯量；通过气浮台转动惯量求取补偿机构补偿系数需要调节量。本发明能准确地获取飞轮的补偿参数标定值，确保卫星业务运行时有效补偿活动部件运动产生的干扰，使得卫星平台达到载荷相机成像所需的姿态稳定度和指向精度需求。

技术领域

本发明涉及航天器活动部件的干扰力矩补偿技术，具体涉及一种基于单轴气浮台的航天器活动部件干扰力矩标定方法和系统。

背景技术

随着航天遥感技术的发展和应用水平地不断提升，在对地观测中为实现更高分辨率和更大观测视场，遥感相机往往采用大型的、可以往复运动的摆镜作为其成像部件。然而大型摆镜运动产生的干扰也给遥感卫星的姿态稳定度控制和指向控制带来了影响，往往超出了相机成像所必须的姿态稳定度和指向精度要求。对于此影响，为减少地面通过图像配准进行处理的压力，有些卫星会设计前馈补偿方案，采用飞轮等机构对活动部件运动干扰力矩进行实时补偿，抵消其在工作时对卫星姿态控制精度和稳定度的影响。其中，用于补偿干扰力矩的飞轮，其运动特性(这里主要为转速)的设计，决定于活动部件J载荷与飞轮J飞轮的惯量匹配关系。实际上，由于加工工艺或者装配原因，J载荷很难与设计值毫无差别，而且每批次产品也均有不同。因此，需要根据产品配套情况对补偿参数进行确定。因此，如何排除地面与在轨实际运行时的差异，对补偿参数进行高精度的地面标定，是需要解决的一个问题。

发明内容

本发明提供一种航天器活动部件干扰力矩标定方法和系统，能准确地获取飞轮的补偿参数标定值，确保卫星业务运行时有效补偿活动部件运动产生的干扰，使得卫星平台达到载荷相机成像所需的姿态稳定度和指向精度需求。

为实现上述目的，本发明公开了一种航天器活动部件干扰力矩标定方法，其特征在于，该方法包含：

测定气浮台转动惯量J_台；

通过气浮台转动惯量求取补偿机构补偿系数需要调节量。

上述气浮台转动惯量的测定方法包含：

使气浮台处于单摆运动的平衡位置；

多次对在平衡位置附近做单摆运动的气浮台，通过相同位置后，再经过相同时间的角速度增量进行测量；测量得到角速度增量，并取平均值Δω_J；

在气浮台对称位置增加相同质量的质量块，增加的惯量记为ΔJ，多次对在平衡位置附近做单摆运动的气浮台，通过相同位置后，再经过相同时间的角速度增量进行测量；测量得到角速度增量，并取平均值Δω_(J+ΔJ)；

从而求取气浮台转动惯量J_台。

上述使气浮台处于单摆运动的平衡位置包含：

气浮台配重平衡的情况下，在台面一侧增加适量质量块；

利用液压千斤顶将气浮台倾倾斜一定角度后，增加的质量块产生的力矩使台面可以做单摆运动；

最后让气浮台停止在平衡位置。

上述求取气浮台转动惯量包含：

设多次单摆运动的不平衡力矩M为相等，则有式(1)和(2)：

J_台Δω_J＝MΔt (1)

(J_台+ΔJ)Δω_(J+ΔJ)＝MΔt (2)

根据式(1)和(2)求取气浮台转动惯量J_台，如式(3)：