题目：微重力仿真气浮平台测试系统设计与实验研究

        空间卫星在微重力和近似无摩擦的太空环境中运行。为了全面测试卫星的性能，需要在地面上模拟卫星的太空运行环境，实现系统仿真测试。气浮平台是在地面条件下研究空间卫星姿态动力学和控制系统的理想平台。

        空间卫星系统基本不受外部干扰力矩作用，对外是一个独立的角动量守恒系统。卫星上任何一个转动部件角动量的变化都会扰动整个系统，研究和测量转动部件特别是多转动单元、多自由度耦合单元的角动量输出对空间卫星姿态控制设计具有重要指导意义。因此，在地面上如何精确测量气浮平台上转动部件的角动量输出是空间卫星姿态控制设计中一个重要的研究课题。

        本课题基于单轴气浮平台，提出了其上台面上转动部件的角动量输出测量方法和相关性测试数据的时间同步方法，设计了气浮平台测试系统，主要工作内容如下：

        首先分析了单轴气浮平台上台面转动部件角动量输出的测量方法并对该方法进行误差分析。为了测量转动部件的角动量输出，分析和设计了单轴气浮平台调平方法、质心测量方法、转动惯量测量方法以及转速测量方法，并分别进行了误差分析。

        其次设计了基于单轴气浮平台的角动量测试系统，完成了系统整体软硬件设计。分别进行系统关键子单元的软硬件设计，包括质心测量单元、测角单元、测速单元、数传单元、微控制器(MCU)单元、电源和监测单元、用户界面的设计。重点分析和设计了气浮平台台上和台下相关性数据的时间同步方法，通过解码IBRG-B(DC)时间码获取绝对时间，并通过延时补偿对台面上设备进行高精度授时，保证台上和台下设备采集数据的高精度时间同步，保证了整个测试系统的测量精度要求。介绍了单轴气浮平台测试系统的测试流程和测试方法。

        最后搭建整个系统的硬件，并分别对系统各子单元进行离线状态下的软硬件联合调试和实验，保证各子单元测量精度达到系统测量要求。