基于干扰观测器的动力陀螺式导引头干扰力矩补偿

干扰力矩对导引头跟踪测量精度及导弹的制导精度有直接影响。为分析干扰力矩对动力陀螺式导引头跟踪精度的影响,建立了动力陀螺式导引头及框架摩擦干扰力矩和导线干扰力矩模型。为减小干扰力矩对导引头测量精度的影响,设计了实用的干扰观测器来对干扰力矩进行补偿。考虑了实际中导引头系统本身及干扰观测器采样保持时间不同的多速率采样问题。提出基于奈奎斯特稳定性理论的离散干扰观测器设计方法,消除了小增益定理设计方法的保守性。通过综合权衡系统稳定性、干扰力矩补偿及传感器噪声抑制能力,确定了干扰观测器采样保持时间及干扰观测器滤波时间常数。结合弹上及导引头量测信息,设计了干扰观测器所需信息的提取方式。数学仿真结果表明所设计的干扰观测器能有效地提高导引头的跟踪测量精度。

基于位置信号的三浮陀螺仪有源磁悬浮干扰力矩补偿方法

针对高精度三浮陀螺采用有源磁悬浮之后带来新的干扰力矩问题,提出了基于位置信号的干扰力矩补偿法。对有源模式下径向元件电磁模型进行了分析,得出磁悬浮干扰的直接原因为同一坐标方向的两个极下磁场不对称,定、转子几何中心偏移越大这种不对称性也越大。建立了磁悬浮干扰力矩常值部分和随机部分与定中位置、定中精度的关系数学模型,在陀螺测试输出中对其进行补偿。多次实验表明,引入该补偿算法后陀螺固定位置随机漂移精度平均提高了33%~42%,同时也提高了磁悬浮的定中精度,证明此方法有效。

一种基于飞轮角动量正反馈的外干扰力矩补偿技术研究

在有较复杂外干扰力矩条件下,对一种基于飞轮角动量正反馈的外干扰力矩补偿技术进行了研究。建立了零动量卫星的三轴姿态动力学模型,分析了环境外干扰力矩对滚动-俯仰-偏航姿态的影响,设计了补偿方案:用低通滤波器的角动量正反馈对外力矩进行补偿,导出了控制器补偿项的数学表达式;引入磁卸载+磁前馈分别消除飞轮饱和及削弱磁力矩干扰的影响,给出了滚动-偏航、俯仰通道的控制模型和数学表达式。仿真结果表明:采用该方法三轴姿态角控制精度高,飞轮转速被限制在一定范围内,有效削弱外干扰力矩对星体姿态控制的影响,提高了卫星的姿态控制精度。

高分七号卫星控制分系统设计及在轨验证

针对高分七号(GF-7)卫星控制分系统高精度姿态确定、姿态控制和快速机动的需求,文章采用星敏感器相对基准标定,将甚高精度星敏感器与前后视相机进行一体化安装的布局方式,并采用了数传天线轨迹平滑和干扰力矩补偿算法控制天线,采用高刚度高稳定度太阳翼驱动机构(SADA)控制太阳翼,从而实现了卫星的高精度姿态确定和高稳定度姿态控制。经在轨验证,结果表明:姿态稳定度小于0.00006(°)/s,优于姿态控制分系统的指标要求,可为遥感卫星姿态控制分系统设计提供参考。