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年第期控制工程
日本卫星控制系统仿真技术
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北京控制程研究所弋厂』,
摘要本文简要介绍本卫星控制系统仿真技术,多转台并联仿真、交会
对接仿真以及挠性体控制实验,并对其中的一些具. 问题进扦分析。
关键词仿真姿态控制系统模拟器交会对接挠性体实验
日
应日本航空宇宙工、会的邀请,中国空间技术研究院卫星控制系统仿真技术考察团于
年月到参加日本国际航空宇宙展览,并考察了本的几个主要卫星
生产厂家:本电气公司、东芝公司、三菱公司、宇宙科学
/~、研究所以及东京业大学的卫星控制系统仿真技术。。
: 本文就是根据此次访⋯均所见所闻,对日本卫星控制系统仿真技术的概况及其一些技
一术问题进行介绍和分析
、卫星控制系统仿真技术
日本电气公司乍宙科学研究所的卫星控制系统半物理仿真系统基本一
、计算机、地球糙拟器、太阳模拟器等设备组成。
其中的三轴伺服转台是簧睡引进的现在也正在自行研制高精度转台
为确保卫星的在轨能日本各卫星制造厂家都非常重视地面仿真实验。在初样
:在正样阶段,主要是检查是否满足设计
要求,同时严格检查敏感器和执行机构的安装基准和极性。
例如,和在对太钉观测卫星的初步测试阶段,主要检查其指向控
制功能。轮子和陀螺被放在具有挠陆褪轴的单自由度转台上,因此指向控制回路的性能可以
在有实际敏感器和执行机构噪声等情况下进行测定。尽管卫星的动力学模型是物理的,但仍
可以在弧秒级估测出指向控制特度
后米此系统又被发展成为星高精度姿态控制系统评价设备,利用该设备可在地
面对各种带有大型挠性结构、零功挝三轴稳定姿态控制卫星的动力学进行仿真,对高精度定
向系统的性能进行验证和评价。孩系统可有效地排除重力和地球自转的影响,利用反作用飞
轮所产生的仪. 的控制力矩,就可对定向控制精度达千分之几的定向控制情况进行
性能鉴定
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证有较大姿角速度情况下的运行性能。此仿真系统的构成是将被测试部件放在三轴转台
上,用个人讣算机计算卫星动力学方程,从而驱动三轴转台做相应的转动。
,必须能相应
地确定星姿态变化。仿真狈试系统也必须能精确地计算出卫星运动,向输出精确的
敏感器模拟信号。而且必须具有快速的动态响应才能实现这一高精度,因为较慢的动力学模
拟器是不能输出相应的模拟信号的,这些信号应该能够准确地反映由执行机构输出的
信号,而正是这些输出信号控制着卫星的姿态运动。
在测试卫星性能过程中,相同的部件不必同时存在,可用数学模型替换,这样
可增大实验的灵活性。卫星姿态控制系统控制的是卫星在轨姿态,在地面上验证的功
能是比较困难的,因此卫星动力学模拟器在仿真系统中起着非常重要的作用可甩数字计算
机代替物理模拟器来实时模拟卫星动力学运动,从而测出系统控制精度逸种模拟器可以很
容易地调整精度和动态响应,而且这种模拟器还可通过改变动力学模型,用到各种仿
真测试系统中。