微小推力下小卫星的轨道递推与推力标定

针对采用微小推力进行轨道机动的小卫星,考虑复杂摄动力的基础设计了一种高精度轨道外推和推力在轨标定算法。首先,建立了考虑地球复杂摄动力和微小推力的小卫星轨道动力学模型;然后基于动力学模型,利用变步长龙格库塔算法,设计了对微小推力小卫星进行高精度轨道外推的方法。随后通过无迹卡尔曼滤波器(UKF),设计在轨标定算法,对存在误差的微小推力实时标定进行了研究。最后,根据轨道外推仿真验证结果和STK软件结果进行对比,验证了轨道递推方法的有效性和精确性,通过推力标定的仿真结果,验证了推力在轨标定算法的精确性和可行性。

集成化的竖直摆式微推力测试台及其性能

在地面测试微推进器的推力时,由于受到地表的重力加速度和环境振动等因素的限制,使得高精度的推力测量和标定十分困难,需要专门设计精密的推力测试台并对其受扰动的特性及抑制方法进行研究。介绍了根据水平轴扭摆的原理实现的一种精度和量程可调的集成化的竖直扭摆式(VP型)微推力测试台。该测试台运用差分测量方法,进行了整体探头小型化和线缆集成化设计,有效抑制了环境噪声,提高了稳定性和使用便利性,同时进行了程控重力和电磁力标定。测试表明,在普通实验室环境下,测试台在精细模式下的分辨率可达10 nN,频谱噪声达到10 nN/Hz^(1/2)@10 mHz,量程达到1 mN;通过开关转换到大量程下的测量范围达300 mN以上,负载330 g时的响应带宽为DC-10 Hz,测量的相对精度达到1%,可满足各种类型的高精度或大推力微推进器在地面的推力标定和性能测试需求。

空间电推进微小推力测量技术

针对应用于空间电推进领域的微小推力测量技术的研究现状,回溯了微小推力测量技术的发展历程,梳理了测量方法的技术路线,详细介绍了扭摆式、悬摆与倒摆式、天平式和投靶式测量装置以及电磁式微小推力测量装置;针对测力系统的标定技术进行了综述,介绍了有力源微小推力标定方法和无力源标定方法;根据微小推力测量装置自身特性,介绍了其性能评估方法与环境相互作用的噪声响应情况。最终分析了微小推力测量技术的特点,给出了对该技术持续研究与开展应用的认识。

小空间组合喷管推力测量系统不确定度评定研究

针对组合喷管推力测量系统的测量不确定度评定问题,对组合喷管推力的测量原理进行了介绍,对传感器测力面的位置和推力的修正系数进行了试验标定,对推力测量系统的不确定度来源进行了分析。利用A类不确定度分量和B类不确定度分量对推力测量系统的测量不确定度进行了评定,采用贝塞尔法对每个通道的A类不确定度分量进行了计算,对推力测量系统各个环节引入的B类不确定度分量进行了计算。研究结果表明,每个通道的B类不确定度分量接近,每个通道合成标准不确定度和扩展不确定度的大小主要由A类不确定度分量决定,A类不确定度分量与喷管的尺寸和内部结构有关。

电推进系统空间试验技术研究

电推进系统的相容性、空间推力/比冲等是空间应用关注的重要性能指标。根据电推进系统未来空间试验技术发展趋势,调研了国内外离子、霍尔电推进系统的推力、电磁兼容性、对卫星的污染等空间试验情况,结合我国电推进系统首次开展空间试验现状、电推进系统的布局,以及星上配备的卫星污染与电位监测器,对空间环境条件下卫星的污染、电推进自身及卫星设备的电磁兼容性、空间推力标定方法、推进剂剩余量分析方法等进行了研究。通过电推进系统在轨连续试验、电推进羽流影响等分析,得到电推进对卫星周围污染情况、电推进与卫星平台的电磁兼容性等在轨性能参数,可为全面评价电推进系统技术、科学制定电推进空间试验计划及电推进空间应用提供依据。

V型轮控系统卫星东西位置保持策略优化方法研究

以某在轨GEO卫星为研究对象,探讨了适用于V型轮控系统特点的东西位置保持策略.首先分析了V型轮控系统的工作原理,提出了轮控过程中推力器效率的标定方法和喷气卸载对轨道影响的数学模型;然后深入分析了轮控过程中姿态控制对卫星东西位置保持环及偏心率的影响,提出了延长位保周期的控制策略,并在实际任务中获得了较好的效果.

INVESTIGATION ON INSTABLE STANDARD OF EMBEDDED CYLINDRICAL STRUCTURE

The control value of the deflection of the embedded cylindrical structure, which is the maximum deflection allowed for stability of the cylinder, is a vital quantity of stability calculation. The deflection and the soil pressure on the embedded cylinder were investigated by model experiment. When the inclined angle of cylinder is less than or equal to 0.25°, the effective anti-overturning ratio increases gradually and reaches the maximum. When the inclined angle of cylinder is more than 0.25°, the effective anti-overturning ratio decreases gradually. The control value of instability of the cylindrical structure approximates 0.2°. and the bearing stress at the back edge of the cylinder is equal to zero.