卫星喷气姿态控制算法资料+简易单轴转台方案
忆昔长别2020/09/02原创 喷气推进航天技术 IP:广西
中文摘要
冷气喷气控制,可以用来控制卫星的姿态角,也可以于火箭。喷气控制是开关控制,不适合采用PID算法,本文给出了教科书中的相平面控制方法“继电控制+滞回比较器”。而后介绍了一种简易的单轴转台,可以用来进行算法的半实物仿真验证。
关键词
喷气控制冷气控制姿态控制相轨迹

1 卫星喷气控制的资料


通过喷气控制卫星的姿态角,使之保持在给定的角度上,也可以用在火箭上。喷气是开关控制,不能使用PID之类的控制算法,这里给出了开关控制的算法资料。控制算法是里面的“继电控制+滞回比较器”的方法,那个应该是用电子器件实现的。现在使用单片机的话,理解了开关方程,直接编程实现就行。里面还介绍了相轨迹的概念,用来分析非线性控制很方便。

讲义。

IMG_20200902_133125.jpg IMG_20200902_133136.jpg IMG_20200902_133144.jpg IMG_20200902_133210.jpg IMG_20200902_133218.jpg IMG_20200902_133224.jpg IMG_20200902_133234.jpg IMG_20200902_133241.jpg IMG_20200902_133300.jpg IMG_20200902_133306.jpg IMG_20200902_133313.jpg IMG_20200902_133319.jpg


2 单轴转台


单轴转台是一种常用的半实物仿真测试平台,用来验证单轴的姿态控制算法和硬件。实验室中的单轴转台由气浮轴承和上层器件组成。上层器件包括控制器、气瓶气阀喷嘴、陀螺仪,放在一个底板上,由一个气浮轴承进行支撑。工作时,轴承中通入高压氮气,使底板浮起,创造一种摩擦力极小的环境,用来模拟卫星在空间中的状态。


单轴转台很贵,下面是设想的一种简易替代方案。


image.png

上层不变,只是用悬挂方法代替气浮转台,只要悬线足够长,刚度就会足够小,就可以忽略平台旋转时悬线的反作用力。

image.png

这里需要注意的是,气路需要设计好,使喷嘴成对工作,使之对平台只产生力偶M。测试时,可以通过遥控、程序延时之类的方法,给定角度目标值,观察控制算法能否正常地把平台控制在给定的角度上,为了比对平台的角度,测算稳态误差,可以再外加量角器、磁编码器之类的非接触角度测量器件。


感兴趣的会员可以试试看,由于本人精力有限,自己只是做了一个简单的demo。


video_20200902_121839.mp4 点击下载


如果控制器一切正常,那么现象大约是:正反向喷气几次之后,转台到达目标角度,并且保持静止;如果施加外部干扰,平台会尝试喷气,使角度回到设定的数值上。




[修改于 3年7个月前 - 2020/09/02 14:35:17]

来自:航空航天 / 喷气推进航空航天 / 航天技术
1
2
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
谁叫小明
3年3个月前 IP:广东
887945

图片丢失可以再上传一次嘛

引用
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
上级专业
同级专业
忆昔长别
进士 学者 机友 笔友
文章
15
回复
93
学术分
2
2015/12/24注册,5天4时前活动
暂无简介
主体类型:个人
所属领域:无
认证方式:手机号
IP归属地:黑龙江
文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
收藏
取消收藏
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
管理提醒
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}