扫描镜运动对三轴稳定卫星姿态影响研究 被引量：16

1

作者 于哲峰 杨智春 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期87-90,共4页

推导了带扫描镜运动的星体姿态动力学方程 ,以此方程对扫描过程进行了仿真计算 ,分析了扫描镜做扫描运动时星体姿态运动的一般规律及星体与扫描镜之间惯量比对星体姿态的影响。结果表明 ,扫描镜的步进运动将引起星体滚动姿态的单调变化 ... 推导了带扫描镜运动的星体姿态动力学方程 ,以此方程对扫描过程进行了仿真计算 ,分析了扫描镜做扫描运动时星体姿态运动的一般规律及星体与扫描镜之间惯量比对星体姿态的影响。结果表明 ,扫描镜的步进运动将引起星体滚动姿态的单调变化 ,而周期性的扫描运动将引起星体偏航和俯仰姿态的周期性运动。改变扫描镜绕步进轴的转动惯量主要影响星体滚动姿态 ,而改变扫描镜绕扫描轴的转动惯量 ,主要对星体俯仰。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 姿态 扫描镜 星体姿态动力学方程 仿真计算

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三轴稳定卫星扫描镜运动的偏差与补偿 被引量：4

2

作者 于哲峰 杨智春 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期465-468,共4页

根据带扫描镜运动的三轴稳定卫星姿态动力学方程 ,进行扫描镜扫描过程仿真 ,绘制扫描轨迹 ,计算由于卫星姿态引起的扫描镜扫描偏差。结果表明 ,扫描偏差有积累现象 ,且最大偏差值超过 GOES I- M卫星的许用扫描偏差值 ( 2 .8μrad)。提... 根据带扫描镜运动的三轴稳定卫星姿态动力学方程 ,进行扫描镜扫描过程仿真 ,绘制扫描轨迹 ,计算由于卫星姿态引起的扫描镜扫描偏差。结果表明 ,扫描偏差有积累现象 ,且最大偏差值超过 GOES I- M卫星的许用扫描偏差值 ( 2 .8μrad)。提出了修正扫描镜运动控制方程的扫描镜运动补偿方法。仿真结果表明 ,用这种方法消除了扫描偏差的积累 ,使扫描镜光轴角度偏差值远小于2 .8μrad。修正方程简单 ,计算量很小 ,是一种补偿扫描偏差的有效方法。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 扫描镜 扫描偏差 运动补偿

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欠驱动三轴稳定卫星的消旋和进动控制技术 被引量：4

3

作者 王新民 张俊玲 +2 位作者 袁军 高益军 徐福祥 《空间控制技术与应用》 2014年第3期14-18,共5页

针对三轴稳定卫星从高速自旋异常状态恢复到正常姿态的欠驱动问题,提出一种欠驱动的消旋和进动控制方法.对推力器的选取原则、"整数倍自旋周期全喷气"方式和"对称点喷"方式的消旋策略、脉冲调制方式的进动控制策略... 针对三轴稳定卫星从高速自旋异常状态恢复到正常姿态的欠驱动问题,提出一种欠驱动的消旋和进动控制方法.对推力器的选取原则、"整数倍自旋周期全喷气"方式和"对称点喷"方式的消旋策略、脉冲调制方式的进动控制策略等进行介绍,给出实施步骤和工程处理办法.数学仿真和在轨验证结果表明了该方法有效、工程可操作性强.该方法不仅适用于星上自主控制,还适用于地面遥控控制. 展开更多

关键词 欠驱动 三轴稳定卫星 消旋 进动控制

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三轴稳定卫星的三维数字仿真平台的设计

4

作者 林佳伟 王平 《控制工程（北京）》 2006年第2期34-39,共6页

虚拟现实技术是仿真领域的一个重要发展方向，将它引入卫星领域，实现卫星运动的可视化可以提高设计人员的工作效率。本文介绍了一个基于OpenGL的三轴稳定卫星的三维数字仿真平台的设计。它将卫星的三维仿真分为姿态仿真和轨道仿真，并... 虚拟现实技术是仿真领域的一个重要发展方向，将它引入卫星领域，实现卫星运动的可视化可以提高设计人员的工作效率。本文介绍了一个基于OpenGL的三轴稳定卫星的三维数字仿真平台的设计。它将卫星的三维仿真分为姿态仿真和轨道仿真，并详细描述了它们的三维场景及数据流程。然后选择了软件工具，并对软件进行了总体结构设计。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 三维动画 运动仿真 OPENGL VC

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三轴稳定卫星姿态控制周期的仿真研究 被引量：2

5

作者 见永刚 王治强 张斌 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2008年第3期716-718,共3页

针对三轴稳定卫星的姿态控制系统,在离散事件仿真器OMNeT++的基础上,建立了以陀螺、星敏感器为敏感器,以反作用飞轮为执行机构的三轴稳定卫星的闭环控制系统。对于卫星姿态控制系统中控制周期的选取作了初步的分析,最后采用双矢量定姿... 针对三轴稳定卫星的姿态控制系统,在离散事件仿真器OMNeT++的基础上,建立了以陀螺、星敏感器为敏感器,以反作用飞轮为执行机构的三轴稳定卫星的闭环控制系统。对于卫星姿态控制系统中控制周期的选取作了初步的分析,最后采用双矢量定姿算法和PID控制算法,设定多种控制周期,对该卫星在对地定向模式下的控制精度进行了仿真,仿真结果清楚的显示了控制周期对姿态控制精度的影响。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 姿态控制 控制周期 离散事件 仿真

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三轴稳定卫星扫描镜伺服系统的谐振抑制 被引量：6

6

作者 闵溢龙 王淦泉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1250-1259,共10页

本文针对三轴稳定卫星中的扫描镜伺服系统在运行时产生的机械谐振现象,采用在反馈回路中加入加速度观测器的方法抑制此类机械谐振.首先针对大惯量扫描镜伺服系统的机械传动结构建立研究模型,通过数学推导和仿真分析谐振产生的原因及谐... 本文针对三轴稳定卫星中的扫描镜伺服系统在运行时产生的机械谐振现象,采用在反馈回路中加入加速度观测器的方法抑制此类机械谐振.首先针对大惯量扫描镜伺服系统的机械传动结构建立研究模型,通过数学推导和仿真分析谐振产生的原因及谐振对系统控制性能的影响;然后采用加速度观测器方法,将观测出的加速度反馈到伺服系统电流环的前端对谐振进行补偿,并分析了噪声对观测器性能的影响与限制;最后的仿真结果表明,相比于采用陷波滤波器抑制谐振的方法,采用加速度观测器能更为有效地抑制三轴稳定卫星中扫描镜伺服控制系统中的机械谐振,并提高系统的控制性能,且设计的观测器对噪声具有良好的鲁棒性. 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 扫描镜 伺服系统 机械谐振 加速度观测器 大惯量负载

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三轴稳定静止气象卫星图像导航中的姿态确定

7

作者 吴亚光 王志刚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S4期713-716,共4页

为了满足三轴稳定静止气象卫星图像导航中姿态确定的高精度要求,提出了陀螺仪和星敏感器的组合定姿方案,并且设计了联合采用预测滤波和推广卡尔曼滤波的实时姿态估计算法。基于Matlab建立了姿态确定的时域模型。通过数字仿真验证了该算... 为了满足三轴稳定静止气象卫星图像导航中姿态确定的高精度要求,提出了陀螺仪和星敏感器的组合定姿方案,并且设计了联合采用预测滤波和推广卡尔曼滤波的实时姿态估计算法。基于Matlab建立了姿态确定的时域模型。通过数字仿真验证了该算法具有高精度、收敛迅速和强鲁棒性。 展开更多

关键词 三轴稳定静止气象卫星 图像导航 姿态确定 预测滤波 推广卡尔曼滤波

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基于改进陀螺漂移模型的卫星姿态确定算法 被引量：8

8

作者 钱山 李鹏奎 +1 位作者 张士峰 蔡洪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期585-590,共6页

三轴稳定卫星的有陀螺姿态确定系统需要对陀螺漂移误差进行建模。针对目前采用的白噪声驱动陀螺漂移模型会引起陀螺漂移估计误差曲线不光滑,进而导致姿态角估计误差和姿态角速度估计误差曲线不光滑的问题,提出两种改进的陀螺漂移误差模... 三轴稳定卫星的有陀螺姿态确定系统需要对陀螺漂移误差进行建模。针对目前采用的白噪声驱动陀螺漂移模型会引起陀螺漂移估计误差曲线不光滑,进而导致姿态角估计误差和姿态角速度估计误差曲线不光滑的问题,提出两种改进的陀螺漂移误差模型,并从理论上分析了该方法的正确性和实用性。仿真实验表明,改进后的陀螺漂移模型可以有效降低漂移估计误差的稳态误差,提高姿态角和姿态角速度的估计精度。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 姿态确定 陀螺漂移 扩展卡尔曼滤波

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基于模型误差确定卫星姿态的预测滤波算法 被引量：12

9

作者 林玉荣 邓正隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期78-83,88,共7页

本文给出了一种高精度、鲁棒性强的实时姿态估计算法 ,即预测滤波算法。该算法利用星敏感器所提供的观测矢量 ,对运动学方程中由陀螺漂移造成的角速度模型误差进行一步预测 ,从而准确地估计卫星的运动姿态和角速度。预测滤波算法的良好... 本文给出了一种高精度、鲁棒性强的实时姿态估计算法 ,即预测滤波算法。该算法利用星敏感器所提供的观测矢量 ,对运动学方程中由陀螺漂移造成的角速度模型误差进行一步预测 ,从而准确地估计卫星的运动姿态和角速度。预测滤波算法的良好性能已通过仿真测试得到了验证。文中进一步提出的修正算法 ,使滤波器的预测性能得到了改进。 展开更多

关键词 预测滤液 姿态确定 观测矢量 四元数正交化 三轴稳定卫星 姿态控制

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零动量轮卫星姿态控制系统研究 被引量：3

10

作者 李鹏奎 钱山 +1 位作者 郭才发 蔡洪 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期25-32,共8页

针对零动量轮卫星控制系统解耦和进动抑制问题,提出了一种新的进动抑制方案。分析了仅靠飞轮控制的零动量轮卫星系统的稳定性。将偏置动量轮卫星的进动和章动抑制原理引入零动量控制系统,并针对零动量轮卫星自身特性,对磁控制规律进行改... 针对零动量轮卫星控制系统解耦和进动抑制问题,提出了一种新的进动抑制方案。分析了仅靠飞轮控制的零动量轮卫星系统的稳定性。将偏置动量轮卫星的进动和章动抑制原理引入零动量控制系统,并针对零动量轮卫星自身特性,对磁控制规律进行改进,解决了不解耦情况下零动量轮卫星的进动抑制问题。仿真结果验证了所提方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 消除进动 飞轮解耦 姿态控制 零动量轮 三轴稳定卫星

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FPGA在小卫星姿态控制系统中的应用 被引量：3

11

作者 戴彦 申彦春 王金红 《电光与控制》 北大核心 2009年第7期76-79,共4页

为了提高卫星姿态控制的运行速度,减轻星载计算机的负担,提出了一种基于FPGA实现卫星姿态控制器的硬件算法。在Matlab/Simulink环境下建立卫星的运动学和动力学方程,给出了经典PID的模拟控制算法。在此基础上推导了数字PID控制算法,并... 为了提高卫星姿态控制的运行速度,减轻星载计算机的负担,提出了一种基于FPGA实现卫星姿态控制器的硬件算法。在Matlab/Simulink环境下建立卫星的运动学和动力学方程,给出了经典PID的模拟控制算法。在此基础上推导了数字PID控制算法,并采用状态机的设计方法实现该控制器的设计,应用VHDL硬件语言进行编程。最后,通过调用Matlab的Serial串口对象,将模拟的卫星动力学姿态与FPGA开发板交换控制信息。基于FPGA的PID控制器对整个系统进行控制,最后的仿真结果证明了该方案的可行性和准确性。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 姿态控制 PID控制器 FPGA

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基于Gibbs矢量估计卫星轨道姿态的滤波算法研究 被引量：5

12

作者 林玉荣 邓正隆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第3期1-6,共6页

针对“矢量观测+陀螺”这种典型的三轴稳定卫星姿态确定系统模式,引入具有四元数优越性的Gibbs矢量作为姿态参数,提出了一种新的具有良好实时性能的轨道姿态估计方案。在方案设计中,为描述卫星轨道姿态的Gibbs矢量,推导出了基于四元数... 针对“矢量观测+陀螺”这种典型的三轴稳定卫星姿态确定系统模式,引入具有四元数优越性的Gibbs矢量作为姿态参数,提出了一种新的具有良好实时性能的轨道姿态估计方案。在方案设计中,为描述卫星轨道姿态的Gibbs矢量,推导出了基于四元数的运动学方程,并将QUEST法作为处理多矢量观测信息的压缩技术引入估计器,使得滤波修正算法得以简化。另外,针对单矢量观测情况,给出了能够加快状态估值收敛速度的改进协方差修正算法。仿真结果验证,新方案的姿态估计精度与传统的欧拉角估计法相当,而运算效率却明显高于欧拉角估计法。 展开更多

关键词 轨道姿态 Gibbs矢量 矢量观测 扩展卡尔曼滤波 三轴稳定卫星姿态确定系统 姿态参数

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卫星图像运动补偿的矢量几何法 被引量：1

13

作者 宁宇 王志刚 陈士橹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1410-1414,共5页

研究利用星上有效载荷扫描镜运动控制进行图像运动补偿的新方法。分析了影响三轴稳定静止轨道气象卫星成像的主要因素,研究了轨道运动对扫描镜光轴指向的影响。应用三锥相交原理,提出了利用测量估算所得轨道位置和速度信息计算补偿量的... 研究利用星上有效载荷扫描镜运动控制进行图像运动补偿的新方法。分析了影响三轴稳定静止轨道气象卫星成像的主要因素,研究了轨道运动对扫描镜光轴指向的影响。应用三锥相交原理,提出了利用测量估算所得轨道位置和速度信息计算补偿量的矢量几何法。数值仿真结果表明,矢量几何法能够有效补偿轨道运动对扫描镜光轴指向的影响,显著提高成像质量,精度与传统矢量坐标变换法相同,但运算量更小。 展开更多

关键词 三轴稳定气象卫星 扫描镜光轴 图像运动补偿 轨道运动 三锥相交

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午夜太阳入侵对FY-4辐射计次镜组件的温度影响 被引量：4

14

作者 刘振宇 程惠尔 孙敬良 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期66-71,共6页

对"风云四号"(FY-4)地球静止气象卫星辐射计建立三维热分析计算模型,采用有限元分析软件I-DEAS/TMG对辐射计进行在轨温度计算,分析午夜太阳入侵(midnight solar intrusion)对辐射计次镜组件的温度影响。计算结果表明,在太阳... 对"风云四号"(FY-4)地球静止气象卫星辐射计建立三维热分析计算模型,采用有限元分析软件I-DEAS/TMG对辐射计进行在轨温度计算,分析午夜太阳入侵(midnight solar intrusion)对辐射计次镜组件的温度影响。计算结果表明,在太阳倾角为0°和±23.45°时,午夜太阳入侵对次镜的温度影响最为强烈,次镜温度在该时段能够达到最高温度。在太阳倾角为±8.8°,午夜太阳入侵现象对次镜座和次镜支撑的温度影响较为强烈。 展开更多

关键词 辐射计 次镜组件 热分析 三轴稳定卫星

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星敏数据转换为参考系欧拉角姿态的方法 被引量：5

15

作者 淡鹏 王丹 郭延臣 《电讯技术》 北大核心 2016年第12期1340-1345,共6页

针对三轴稳定卫星星敏感器姿态测量数据转换参考系欧拉角姿态计算的相关问题,首先,系统地总结了转换计算的方法,给出了星敏数据计算姿态矩阵及姿态矩阵解算欧拉角的方法;然后,对工程上常用的312及321转序,从编程角度提出了一种全角度欧... 针对三轴稳定卫星星敏感器姿态测量数据转换参考系欧拉角姿态计算的相关问题,首先,系统地总结了转换计算的方法,给出了星敏数据计算姿态矩阵及姿态矩阵解算欧拉角的方法;然后,对工程上常用的312及321转序,从编程角度提出了一种全角度欧拉角解算及值选择方法;最后,分析了采用所提方法转换计算中的常见误差因素及注意事项,并基于分析结果给出了同步星的转序选取建议。研究结果表明所提方法是有效的,对卫星姿态确定和误差分析有一定的参考意义。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 卫星姿态控制 星敏感器 欧拉角解算

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GPS/速率陀螺组合Kalman滤波姿态确定算法研究 被引量：3

16

作者 罗建军 袁建平 王军武 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期210-212,共3页

建立了 GPS/速率陀螺组合姿态估计系统的模型 ,研究比较了三种典型的 Kalm an滤波姿态确定算法 :状态扩充法、量测量求差法和时变噪声估计跟踪自适应滤波算法。给出了某航天器采用 GPS/速率陀螺组合姿态确定的仿真计算结果 ,并对结果进... 建立了 GPS/速率陀螺组合姿态估计系统的模型 ,研究比较了三种典型的 Kalm an滤波姿态确定算法 :状态扩充法、量测量求差法和时变噪声估计跟踪自适应滤波算法。给出了某航天器采用 GPS/速率陀螺组合姿态确定的仿真计算结果 ,并对结果进行了分析。结果表明 ,与传统 Kalman滤波算法比较 ,时变噪声跟踪自适应滤波算法和量测量求差滤波算法能较好地消除 GPS测量中相关时变噪声的影响 ,提高姿态确定的精度 ;而且时变噪声跟踪自适应滤波算法能很好地消除由于噪声统计性能的不确定性对 Kalm an滤波的影响 。 展开更多

关键词 KALMAN滤波 姿态确定 算法 全球定位系统 速率陀螺 三轴稳定卫星

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基于双解析模型的故障隔离与估计方案及应用 被引量：2

17

作者 周军 张如飞 于晓洲 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1017-1022,共6页

系统分析了基于观测器的故障检测与隔离方法存在的问题,创新性提出了一种基于标称模型和未知输入观测器的故障诊断方案—双解析方案。它从故障观测而非状态估计的角度设计未知输入观测器,并根据未知输入观测器与标称系统之间的状态误差... 系统分析了基于观测器的故障检测与隔离方法存在的问题,创新性提出了一种基于标称模型和未知输入观测器的故障诊断方案—双解析方案。它从故障观测而非状态估计的角度设计未知输入观测器,并根据未知输入观测器与标称系统之间的状态误差修正并替换未知输入观测器的状态估计误差,从而构成实际可行的故障隔离与估计的解析表达式。该方案应用于三轴稳定卫星执行器/敏感器故障诊断,仿真设置的五种飞轮/陀螺组合故障均被准确隔离及估计,表明了该方案的有效性。从设计及应用过程可以看出,双解析方案设计简单、无存在性条件约束,有效拓展了基于观测器故障诊断的应用范围及深度。 展开更多

关键词 标称系统 观测器 双解析方案 三轴稳定卫星 故障隔离与估计

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高精度低连接刚度大惯量扫描镜控制系统设计 被引量：1

18

作者 闵溢龙 王淦泉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期220-229,共10页

针对三轴稳定卫星内低连接刚度条件下的大惯量扫描镜负载在低速摆动时易出现机械谐振的问题,基于电流-速度-位置三闭环控制结构,研究并提出一种有效的易于工程实现的优化控制方法,抑制机械谐振同时提高扫描镜系统的控制性能。首先,根据... 针对三轴稳定卫星内低连接刚度条件下的大惯量扫描镜负载在低速摆动时易出现机械谐振的问题,基于电流-速度-位置三闭环控制结构,研究并提出一种有效的易于工程实现的优化控制方法,抑制机械谐振同时提高扫描镜系统的控制性能。首先,根据动力学关系对低刚度连接的电机与扫描镜控制对象建立理论的简化控制模型。然后,分析加速度反馈抑制谐振、提高系统控制性能的原因,并借助电流和位置反馈信号建立加速度观测器获取电机加速度并反馈,仿真分析该方法的优化效果。最后,在实际系统上进行实验检验,对比系统控制误差的变化。结果表明:提出的优化控制方法能够有效地抑制机械谐振,提高系统的控制带宽和动态精度。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 大惯量负载 扫描镜 机械谐振 运动控制 控制性能 加速度观测器

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光学系统、成像与分析

19

《中国光学》 EI CAS 2000年第6期4-5,共2页

TH703 2000063772平行光路稳像计算机模拟显示的算法分析=Algo- rithm of image stabilizing CAI in parallel light[刊,中]/郑武城(北京理工大学光电工程系.北京(100081))//光学技术.—1999,(2).—12—13以转动与坐标转换关系为基础,... TH703 2000063772平行光路稳像计算机模拟显示的算法分析=Algo- rithm of image stabilizing CAI in parallel light[刊,中]/郑武城(北京理工大学光电工程系.北京(100081))//光学技术.—1999,(2).—12—13以转动与坐标转换关系为基础,利用点。 展开更多

关键词 光学系统 计算机模拟显示 平行光路 光学技术 扫描成像 光电工程 算法分析 华中理工大学 稳像 三轴稳定静止气象卫星

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