重力梯度力矩作用下近地卫星自旋运动规律分析

为研究近地卫星自旋运动规律,建立了近地卫星在受摄动影响的轨道上运行并受重力梯度力矩作用下的姿态运动模型,推导了自旋角速率满足一定条件下自旋运动的进动角、章动角、自旋角的解析解,对重力梯度作用下的自旋姿态运动规律进行了仿真分析,并用仿真计算结果验证了解析解的正确性。在轨道面缓慢进动情况下,当卫星绕最大主惯量轴自旋时,给出了自旋角速率取值范围表达式,在该取值范围内卫星自旋运动能够跟随轨道面一起进动,自旋轴以恒定的平均角速率进动,章动角在小范围内波动。建立的自旋姿态运动模型和分析结论可用于近地卫星姿态失控后的姿态确定和预测、在轨姿态设计及在轨备份等。

中性原子成像探测的物理设计与仿真

研究了磁层-电离层-热层耦合星座(MIT)卫星计划中高能中性原子成像仪(NAIS-H)探测方案的原理设计和模拟仿真.以双星中性原子成像仪设计思想为基础,依据MIT卫星计划的总体科学目标和磁层卫星的轨道环境及相应自旋姿态,给出中性原子成像仪的技术架构,并针对地磁偶极场的环电流模型进行了模拟仿真.仿真结果表明,所研制的NAIS-H以其高时空分辨能力适用于监测和反演磁暴期间磁层等离子体的全球动力学过程.

TVC飞行器的新型滚动飞行控制研究

针对某推力矢量姿态控制(TVC)飞行器,在助推段需要连续绕弹体纵轴滚动(自旋)飞行的新问题,在研究其非线性飞行动力学建模和动力学特性的基础上,通过分析研究和数值仿真,找出了影响俯仰偏航飞行稳定和姿态控制精度的主要交叉耦合因素.重点突出曾被忽视的因自旋滚动引起底层伺服系统之间的惯性延迟耦合,提出了工程可实现的解耦控制方案和算法.可为进一步研究该类复杂飞行器的飞行控制提供模型和方法上的理论指导和参考.