● 摘要
对卫星的姿态控制系统进行仿真主要有数学仿真、半物理仿真以及全物理仿真,三轴气浮台仿真就归类于全物理仿真。所谓气浮台就是指依靠压缩空气在气浮台轴承与轴承座之间形成气膜,使模拟的平台浮起,从而实现失重与无摩擦的相对运动条件,以模拟卫星在外层空间所受扰动力矩的一种试验平台。由于气浮台本身存在球轴承的气流摩擦力矩、涡流力矩、不平衡力矩等扰动力矩,致使平台在进行试验时无法达到自身的平衡,因此必须在气浮台上设置平衡调整系统,使平台能够最大限度的模拟外太空环境。本文主要是对气浮台的自动配平系统进行建模仿真研究。介绍了所需的一些基本知识,运用旋转投影变换矩阵来描述台体空间位置,在此基础上建立系统运动坐标系,然后从理论上推导了自动平衡系统的执行机构——滑块的运行规律。运用刚体运动学、动力学规律,再结合simulink这个仿真工具,我们搭建了仿真模型对平台重心位置的求解进行了仿真,得到三自由度气浮台自由运动的基本特征。我们从平台转角的周期性变化角度对不平衡力矩的间接测量,利用仿真程序将平台重心位置与旋转中心位置的偏差减小,以达到延长周期减小不平衡力矩的作用。
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