三軸氣浮臺可用于航天器的全物理仿真試驗,可以模擬低重力、微摩擦的空間環(huán)境,在地面進行衛(wèi)星的整星級的姿態(tài)動力學(xué)試驗。為了保證試驗順利進行,需要使得三軸氣浮臺質(zhì)心相對氣浮球軸承球心的偏離盡量小,而且具備與真實航天器相同的轉(zhuǎn)動慣量。為了保證氣浮臺質(zhì)量特性可以達到設(shè)計要求,在初期設(shè)計階段必須對轉(zhuǎn)臺搭載的載荷進行布局優(yōu)化設(shè)計�？紤]到實際研制過程中存在一些轉(zhuǎn)動慣量未知以及不可建模的組件,實際的質(zhì)量特性與設(shè)計的理論值存在差異。為了便于轉(zhuǎn)臺質(zhì)量特性的量化評估,可通過辨識獲得其質(zhì)量特性。針對三軸氣浮臺質(zhì)量特性的優(yōu)化設(shè)計和參數(shù)辨識問題,本文展開了以下研究工作:首先,針對三軸氣浮臺質(zhì)量特性優(yōu)化設(shè)計問題,提出一種基于粒子群的載荷布局優(yōu)化設(shè)計方法。以載荷形心位置和載荷轉(zhuǎn)角為設(shè)計變量,以質(zhì)心位置和轉(zhuǎn)動慣量為優(yōu)化的性能指標(biāo),建立設(shè)備的布局優(yōu)化模型,并給出了載荷間幾何不干涉算法。采用線性加權(quán)和法將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題求解。然后通過粒子群優(yōu)化算法進行仿真,證明了該質(zhì)量特性優(yōu)化設(shè)計算法行之有效。其次,針對三軸氣浮臺質(zhì)量特性參數(shù)辨識問題,建立三軸氣浮臺的姿態(tài)動力學(xué)模型。通過仿真對比基于3D擺的姿態(tài)動力學(xué)模型和...

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圖1-2維吉尼亞理工Whorl-I究日益成熟，并逐漸的系列化和通用化

學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文分，三軸氣浮臺種類主要包括平臺式氣浮浮臺[11]。一套平臺式三軸氣浮臺用于教學(xué)和研究如圖1-1所示。氣浮臺的轉(zhuǎn)動范圍為俯浮臺承載能力達300磅，臺上搭載有星元等多種傳感器。執(zhí)行機構(gòu)包括冷噴氣配備獨立的的直流電源系統(tǒng)，可為各載理工大學(xué)研制了平臺式氣浮臺W....

圖1-4霍尼韋爾公司傘式氣浮臺傘式氣浮臺在運動范圍上有所改進，但是其滾轉(zhuǎn)角仍然不能滿足某些試驗的

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文(b)搭載用戶設(shè)備FW公司提供的姿控系統(tǒng)測試平臺方構(gòu)型限制，通常其俯仰角和滾推出了傘式氣浮臺。傘式氣浮，同時增加臺體下方的直徑，公司研發(fā)的MCS/LOS三軸氣

圖1-5空軍技術(shù)研究所啞鈴型氣浮臺SimSatI

長的支撐法蘭連接，同時增加臺體下方的直徑，從而增加運動范圍氣浮臺有霍尼韋爾公司研發(fā)的MCS/LOS三軸氣浮臺[19-21]，如圖1圖1-4霍尼韋爾公司傘式氣浮臺氣浮臺在運動范圍上有所改進，但是其滾轉(zhuǎn)角仍然不能滿足某些試究人員又研發(fā)了啞鈴式的三軸氣浮臺。例如2000年....

圖1-6CubeSat三軸模擬器國內(nèi)對于三軸氣浮臺的研究起步相對較晚，最初通過與俄羅斯進行聯(lián)合研制

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文星，由于尺寸較小，將載荷直接放在球狀三軸氣浮臺。例如2011年，海軍研究ubeTAS，用來驗證微小衛(wèi)星的姿態(tài)確定和滾轉(zhuǎn)運動范圍可達±50°，臺上裝有多種傳太陽敏感器），通過反作用輪和磁線圈進

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