基于物联网及ADRC的航天器在轨姿态监测系统设计

在特殊航天环境中,由于电磁波等干扰条件的存在,容易导致航天器设备偏离预设的轨迹路径,为解决此问题,设计基于物联网及ADRC的航天器的在轨姿态监测系统;分析物联网监测体系中的位姿控制需求,分层次连接主动振动控制器与航天器姿态控制器,借助FBG应变传感器,建立主机结构与航天器元件之间的监测感应连接,实现在轨姿态监测系统的硬件应用结构设计;在此基础上,对应变传感器进行标定处理,通过计算姿态传递系数的方式,确定航天器的横向在轨应变效应,再通过ADRC原理,提取航天器在轨姿态感知参量的最佳行进状态信号,完善航天器的在轨姿态监测控制律,实现基于物联网及航天器的在轨姿态监测系统设计;对比实验结果显示,与光纤传感型监测系统相比,物联网监测系统能够有效屏蔽电磁波干扰,确保航天器在特殊航天环境中不会出现偏离预设轨迹路径的行进行为。

基于干扰观测器的无人机在轨姿态控制系统设计

针对无人机在轨姿态控制系统误差较大的问题,提出基于干扰观测器的无人机在轨姿态控制系统设计。选择STK53F406V作为微处理器的芯片,存储器选用AY54GN178M芯片,通过TIM时钟输入捕获命令进行脉冲调制信号的采集与存储。系统软件采用干扰观测器来分析无人机姿态控制中的干扰频域,从干扰的种类、精度、动态性能和飞行模式等方面对系统进行正弦波的干扰分析,将扰动与系统的控制参数控制在同一个范围内,实现对飞行状态的修正和扰动频率的正确估计。实验结果表明,基于干扰观测器的无人机姿态控制系统的抗干扰性强,耗时较短,控制性能较好。

基于Fuzzy ART聚类的卫星在轨姿态监测系统设计

针对传统卫星在轨姿态监测系统无法确定在轨姿态向量与正常向量匹配度,导致姿态角度监测结果不精准的问题,提出基于Fuzzy ART聚类的卫星在轨姿态监测系统设计;系统硬件根据GPS解算方位角和俯仰角,隔离载体扰动;使用MSP430数字/模拟信号转换器,统一CPU指令和寻址模式;使用AS5145B磁角位置编码器输出脉冲信号;通过双轴磁传感器HMC6352的电磁罗盘电路得出卫星在轨姿态大致方向;软件部分利用Fuzzy ART聚类卫星在轨姿态监测数据,确定聚类中心,判定卫星在轨姿态向量与正常向量匹配度,根据匹配结果,开辟新的记忆节点,给出报警信息,完成姿态监测;实验结果表明,所设计系统在轨道圈数为1圈时施加控制力矩,能够迅速使姿态达到稳定;轨道圈数为2圈时,z轴方向的俯仰角与实际三维角度相差1°,表明该系统对卫星在轨姿态监测准确率较高。

ROSAT卫星轨在姿态测量功能的恢复

ROSAT卫星于1990年6月1日发射,它开辟了X射线天文学的新纪元。卫星在运行大约一年之后,其姿态测量系统元器件的性能严重下降。本文叙述如何利用磁强计和粗太阳敏感器测量数据进行星上计算,重新执行自主任务的细节。