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《微納衛(wèi)星姿態(tài)確定與控制半實(shí)物仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)（》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、微納衛(wèi)星姿態(tài)確定與控制半實(shí)物仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)*收稿日期：2016-01-20基金資助：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（11302253），國(guó)防科技大學(xué)科研計(jì)劃項(xiàng)目（ZK16-03-20）作者簡(jiǎn)介：繩濤（1979－），男，陜西高陵人，副研究員，博士，E-mail：st_2014@sina.com.白玉鑄（1982-）（通訊作者），男，內(nèi)蒙古扎蘭屯人，講師，博士，E-mail：baiyuzhu@hotmail.com繩濤，白玉鑄，何亮，冉德超，趙勇（國(guó)防科技大學(xué)航天科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410073）摘要：航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)需要特殊的運(yùn)行環(huán)境，在地面很
2、難考核，這給系統(tǒng)可靠性帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。本文針對(duì)微納衛(wèi)星的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并研制了一套面向微納衛(wèi)星的姿態(tài)確定與控制半實(shí)物仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字化模型模擬衛(wèi)星姿態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)，敏感器模型產(chǎn)生敏感器測(cè)量數(shù)據(jù)，執(zhí)行器模型生成控制力矩，敏感器模擬器實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議，最終實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制系統(tǒng)的全系統(tǒng)仿真。這套系統(tǒng)可以接入衛(wèi)星控制系統(tǒng)回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)姿控系統(tǒng)軟件、硬件進(jìn)行考核，同時(shí)對(duì)算法性能進(jìn)行驗(yàn)證?；谠撓到y(tǒng)對(duì)天拓三號(hào)衛(wèi)星姿控系統(tǒng)進(jìn)行地面半實(shí)物仿真，并對(duì)比在軌試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，仿真結(jié)果可信。關(guān)鍵詞：微納衛(wèi)星；姿態(tài)控制系統(tǒng)；半實(shí)物仿真；天拓三號(hào)中圖分類號(hào)：TP316
3、文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：Designofsemi-physicalsimulationformicro/nano-satelliteattitudedeterminationandcontrolSHENGTao,BAIYuzhu，HELiang,RANDechao,ZHAOYong(CollegeofAerospaceScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha,410073China）Abstract:Attitudecontrolsyste
4、mrequiresspecialworkingenvironment,soitishardtoactualizeontheground,whichhasbroughtacertainreliabilityrisktosatellite.Inthispaper,asetofsemi-physicalsimulationsystemforattitudedeterminationandcontrolisdesignedandimplementedaccordingtothecharacteristicsofmicro/nano-satellit
5、e.Digitalmodelsimulatessatelliteattitudeandorbitmotion,sensormodelgeneratesmeasureddata,actuatormodelgeneratescontroltorque,sensorsimulatorrealizescommunicationprotocolandfinallyrealizeswholesystemsimulation.Thesystemcanbeconnectedinthesatellitecontrolsystemlooptoassesssof
6、twareandhardwareoftheattitudecontrolsystemandverifytheperformanceofthealgorithm.ThesystemhasbeenappliedtovalidatetheattitudecontrolsystemofTianTuo-3(TT-3)ingroundsimulationandcomparingwiththeon-orbitperformanceshowsthatdesignofsystemisreasonableandresultofsimulationiscredi
7、ble.Keywords:micro/nano-satellite;attitudecontrolsystem;semi-physicalsimulation;TianTuo-3微納衛(wèi)星具有體積小、質(zhì)量輕、成本低、研發(fā)周期短等特點(diǎn)，是航天領(lǐng)域一個(gè)新興的發(fā)展方向[1]。隨著微納衛(wèi)星技術(shù)的逐漸成熟和應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的性能，特別是姿態(tài)指向精度和穩(wěn)定度的要求越來(lái)越高。姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)（AttitudeDeterminationandControlSystem—ADCS）是衛(wèi)星上部組件最多、算法最復(fù)雜的分系統(tǒng)，同時(shí)也是故障概率最高的分系
8、統(tǒng)。衛(wèi)星姿態(tài)確定與控制部組件和控制算法運(yùn)行需要特殊的軌道和重力環(huán)境，在地面很難真實(shí)模擬和全面考核[2]。ADCS地面驗(yàn)證通常依賴于數(shù)值仿真和實(shí)物仿真兩種方法進(jìn)行。數(shù)值仿真基于仿真
