细胞化卫星分布式角动量平衡力矩分配算法

针对细胞化卫星姿态控制系统中细胞模块数量多、控制器细胞通信压力大的问题,提出了一种分布式控制力矩分配算法。该力矩分配算法先将力矩分配问题转化为带耦合等式约束的凸优化问题,然后通过分布式的方式求解该优化问题。在力矩分配过程中,控制器细胞只需要提供期望力矩,因此降低了通信压力。同时,该算法在优化目标函数中引入角动量能力因子,使飞轮细胞可以根据自身的角动量水平决定其力矩输出。数值仿真结果表明,该分布式分配算法可以保证分配后的力矩与期望力矩相等,且实现了平衡飞轮系统角动量的目的,进而可以通过卸载部分细胞的角动量来卸载整个飞轮系统的角动量。

大气角动量平衡的研究进展

重点分析了 2 0世纪 80年代以来国内外关于大气角动量平衡研究的一些代表性工作。总结了地气系统角动量交换、角动量输送及其与山脉和摩擦力矩异常、地转异常、ENSO等关系的研究结果。指出了一些应当深入研究的方向。

多轴联动系统运动定位与角动量平衡的研究现状

多轴联动系统的一个重要应用背景是星载精密跟踪、定位及瞄准系统,由于其特殊的在轨力学环境,它具有高精度、高强度和高稳定性的要求。针对多轴联动系统运动定位与角动量平衡这一直接影响定位精度和跟踪精度的问题,对多轴联动机构用于典型跟踪设备的研究、多轴联动系统动力学建模及仿真的研究、摩擦因素参数识别及控制的研究及搭载于移动平台上的多轴联动系统角动量平衡研究等四方面进行了文献综述。结论:开展多轴联动系统运动定位与角动量平衡的机理及试验研究可形成天基多轴联动系统多场耦合模型及其谐振特性分析方法、提供提高定位精度及动力稳定性的理论分析方法及试验技术,具有应用前景和重要的工程价值。

平衡大惯量转动体运动过程中产生的角动量分析

针对传统平衡角动量方案只能消除转动体在匀速运行状态时系统角动量的缺点,介绍了一种利用转动惯量小、转速快的转盘,其瞬时速度对应于转动体瞬时速度的方法来平衡角动量。利用单片机控制两个步进电动机来分别驱动转动体和转盘的硬件系统,并设计了主要软件实现程序。

遥感相机姿态控制轴的动平衡结构设计与验证

多个遥感相机固定在一颗遥感卫星上,调整其中一个遥感相机工作姿态的反作用力产生的角动量会改变遥感卫星的姿态,进而影响其他遥感相机的工作姿态。为了在遥感相机姿态控制轴内自平衡该角动量,减小影响,设计了一种遥感相机姿态控制轴动平衡机械机构。该机构主要由一个驱动电机、一个主轴、一个传动齿轮系、一个增速器及一个角动量平衡轮组成。机构工作时,电机转子驱动主轴带动遥感相机姿态控制轴调整相机姿态,同时,电机定子的反作用力通过传动齿轮系、增速器逐级传递,驱动角动量平衡轮旋转。通过调整角动量平衡轮的质量放大比或者增速器的增速比可得适当量值的平衡轮角动量,实现机构内部动平衡。基于角动量守恒定律和理论力学基本原理,证明了机构设计的正确性。最后,建立了遥感相机姿态控制动平衡机构的三维动态仿真模型,根据机构的实际参数,设定了机构的仿真参数,在给定负载的条件下进行了仿真验证和结果分析,进一步验证了设计的可行性。