南理工一号立方星姿态确定与控制系统硬件设计及半物理仿真
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第9-19页 |
| 1.1 立方体卫星发展现状 | 第9-12页 |
| 1.2 立方体卫星姿控国内外研究现状 | 第12-17页 |
| 1.2.1 姿态确定敏感器发展现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 姿态控制技术发展现状 | 第13页 |
| 1.2.3 国内外立方体卫星姿控系统配置 | 第13-17页 |
| 1.3 本论文研究意义 | 第17页 |
| 1.4 本论文主要内容 | 第17-19页 |
| 2 姿态确定与控制分系统总体设计 | 第19-31页 |
| 2.1 “南理工一号”立方星 | 第19-21页 |
| 2.2 姿态确定与控制分系统方案设计 | 第21-28页 |
| 2.2.1 姿态确定与控制分系统原理设计 | 第21-22页 |
| 2.2.2 姿态测量方案设计 | 第22-24页 |
| 2.2.3 姿态控制方案设计 | 第24-26页 |
| 2.2.4 姿态确定与控制分系统工作模式定义 | 第26-28页 |
| 2.3 姿控系统硬件组成 | 第28-31页 |
| 3 三轴磁强计设计与测试 | 第31-48页 |
| 3.1 引言 | 第31页 |
| 3.2 磁强计设计原理 | 第31-33页 |
| 3.3 磁强计方案设计 | 第33-38页 |
| 3.3.1 磁敏感器选型 | 第33页 |
| 3.3.2 磁强计系统框架设计 | 第33-34页 |
| 3.3.3 置复位方案设计 | 第34-36页 |
| 3.3.4 磁场数据获取 | 第36页 |
| 3.3.5 磁强计工作流程设计 | 第36-38页 |
| 3.4 磁强计设计结论 | 第38页 |
| 3.5 磁强计系统测试与结果分析 | 第38-41页 |
| 3.5.1 磁强计测试条件 | 第39页 |
| 3.5.2 磁强计测试方案 | 第39页 |
| 3.5.3 磁强计测试结果 | 第39-41页 |
| 3.5.4 磁强计测试结论及分析 | 第41页 |
| 3.6 磁强计综合误差校正 | 第41-47页 |
| 3.6.1 误差模型建立 | 第41-43页 |
| 3.6.2 模型参数化 | 第43-45页 |
| 3.6.3 误差校正方案及实测分析 | 第45-47页 |
| 3.7 本章小结 | 第47-48页 |
| 4 三轴磁力矩器设计与测试 | 第48-68页 |
| 4.1 引言 | 第48页 |
| 4.2 三轴磁力矩器工作原理 | 第48-53页 |
| 4.2.1 通电线圈在地磁场所受磁力矩 | 第48-49页 |
| 4.2.2 磁性材料 | 第49-51页 |
| 4.2.3 空心线圈与磁力矩器磁矩分析 | 第51-53页 |
| 4.3 三轴磁力矩器设计 | 第53-59页 |
| 4.3.1 技术指标 | 第53页 |
| 4.3.2 接口设计 | 第53-54页 |
| 4.3.3 空心线圈设计 | 第54-55页 |
| 4.3.4 磁力矩器设计 | 第55-58页 |
| 4.3.5 磁力矩器绕制 | 第58-59页 |
| 4.4 控制和反馈电路设计 | 第59-63页 |
| 4.4.1 磁力矩器控制电路原理 | 第59-60页 |
| 4.4.2 磁力矩器控制电路设计 | 第60-61页 |
| 4.4.3 磁力矩器电流反馈电路设计 | 第61-62页 |
| 4.4.4 磁力矩器设计结论 | 第62-63页 |
| 4.5 磁力矩器性能测试 | 第63-67页 |
| 4.5.1 测试方法 | 第63-64页 |
| 4.5.2 测试流程 | 第64-65页 |
| 4.5.3 测试结果 | 第65-67页 |
| 4.5.4 测试结论及分析 | 第67页 |
| 4.6 本章小结 | 第67-68页 |
| 5 微型偏置动量轮设计与测试 | 第68-76页 |
| 5.1 引言 | 第68页 |
| 5.2 偏置动量轮设计指标 | 第68-69页 |
| 5.3 偏置动量轮详细设计 | 第69-73页 |
| 5.3.1 电机选型 | 第69-70页 |
| 5.3.2 质量块设计 | 第70页 |
| 5.3.3 电机控制设计 | 第70-71页 |
| 5.3.4 转速控制信号生成 | 第71页 |
| 5.3.5 转速反馈设计 | 第71-73页 |
| 5.3.6 偏置动量轮设计结论 | 第73页 |
| 5.4 偏置动量轮性能测试 | 第73-75页 |
| 5.4.1 偏置动量轮性能评价指标 | 第73-74页 |
| 5.4.2 偏置动量轮测试流程 | 第74页 |
| 5.4.3 偏置动量轮测试结果 | 第74-75页 |
| 5.5 本章小结 | 第75-76页 |
| 6 立方体卫星姿控分系统仿真与在轨验证 | 第76-86页 |
| 6.1 引言 | 第76页 |
| 6.2 仿真测试系统方案设计 | 第76-78页 |
| 6.2.1 系统组成 | 第77页 |
| 6.2.2 测试系统原理 | 第77-78页 |
| 6.3 仿真模型建立 | 第78-81页 |
| 6.3.1 姿态动力学模型 | 第78-79页 |
| 6.3.2 环境干扰力矩模型 | 第79-81页 |
| 6.4 仿真测试流程 | 第81-82页 |
| 6.4.1 角速率阻尼阶段 | 第81-82页 |
| 6.4.2 三轴稳定阶段 | 第82页 |
| 6.5 仿真测试结果 | 第82-84页 |
| 6.5.1 定轨精度 | 第82-83页 |
| 6.5.2 俯仰角测量精度 | 第83-84页 |
| 6.5.3 三轴指向精度与姿态稳定度 | 第84页 |
| 6.6 在轨验证 | 第84-85页 |
| 6.7 本章小结 | 第85-86页 |
| 7 总结和展望 | 第86-88页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第86-87页 |
| 7.2 研究中存在的不足 | 第87-88页 |
| 致谢 | 第88-89页 |
| 参考文献 | 第89-92页 |
| 附录 | 第92页 |
