本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種微納衛(wèi)星分離角速度誤差優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟S1：測(cè)量微納衛(wèi)星的質(zhì)心，以質(zhì)心為原點(diǎn)建立微納衛(wèi)星分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系oxyz，其中z軸為分離運(yùn)動(dòng)方向，o為質(zhì)心；步驟S2：按分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中xy平面的投影位置分別計(jì)算每個(gè)勢(shì)能器件相對(duì)于坐標(biāo)軸的勢(shì)能矩并疊加求得勢(shì)能矩之和，選擇勢(shì)能矩之和最小的組合作為發(fā)射安裝方案。本發(fā)明專利技術(shù)通過測(cè)量每個(gè)勢(shì)能器件在衛(wèi)星分離過程中對(duì)微納衛(wèi)星產(chǎn)生的分離彈性勢(shì)能，并計(jì)算相對(duì)分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)軸的勢(shì)能矩，對(duì)勢(shì)能矩疊加求和，從而選擇勢(shì)能矩之和最小的方案作為安裝發(fā)射方案，使導(dǎo)致微納衛(wèi)星產(chǎn)生角速度的勢(shì)力矩最小，從而有效地減小微納衛(wèi)星分離角速度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及衛(wèi)星分離領(lǐng)域，具體而言，涉及一種。
技術(shù)介紹
星箭分離后衛(wèi)星的角速度是微納衛(wèi)星在軌工作初始狀態(tài)的重要參數(shù)。一方面由于通訊天線的方向特性限制，總是存在零增益方向，微納衛(wèi)星通常只具備較弱的姿控能力，如果分離后初始角速度較大，容易導(dǎo)致首軌通訊時(shí)斷時(shí)續(xù)，甚至不能完成一幀通訊數(shù)據(jù)傳遞，導(dǎo)致無法建立通訊鏈路；另一方面，如果初始角速度較大(即發(fā)生翻滾)，對(duì)于微納衛(wèi)星常用的磁力矩姿態(tài)控制難度增大，甚至無法穩(wěn)定工作。總而言之，微納衛(wèi)星的分離角速度越低越好。但導(dǎo)軌式分離裝置的分離角速度與可靠性相矛盾，減小導(dǎo)軌間隙雖然可以降低分離角速度，但會(huì)引起摩擦力增大，容易導(dǎo)致分離失敗。非導(dǎo)軌式分離裝置的分離角速度則要依靠聞精度彈黃和精確的質(zhì)心等手段保障。在解鎖后，微納衛(wèi)星分離通常依靠存貯在彈性元件中的勢(shì)能轉(zhuǎn)換為其動(dòng)能實(shí)現(xiàn)星箭分離。影響分離角速度的主要因素有勢(shì)能器件布局及精度、星體質(zhì)心、摩擦等。通常采用嚴(yán)格控制各項(xiàng)誤差指標(biāo)的手段來降低微納衛(wèi)星的分離角速度。貯能元件常用金屬螺旋彈簧，由于材料和工藝限制，普通彈簧的力學(xué)精度難以提高。大衛(wèi)星彈簧采用矩形截面螺旋環(huán)切、電火花端面平整、穩(wěn)定化熱處理、篩選等多種特殊工藝手段提高彈簧力學(xué)精度，但同時(shí)也大量地延長了生產(chǎn)周期和增加了生產(chǎn)成本。星體質(zhì)心通常在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行嚴(yán)格控制，但電纜、加固膠等工藝性分布質(zhì)量不容易控制，對(duì)微納衛(wèi)星的質(zhì)心影響相對(duì)較大，通過質(zhì)量臺(tái)進(jìn)行精確的質(zhì)心測(cè)量和配裝質(zhì)量塊可以對(duì)星體實(shí)現(xiàn)質(zhì)心配平，但微納衛(wèi)星的質(zhì)心配平受到安裝空間和有效載荷等條件的限制。用于星箭分離檢測(cè)的行程開關(guān)、星箭電連接器等微小彈性器件的勢(shì)能也會(huì)對(duì)星箭分離角速度產(chǎn)生影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在提供一種能夠有效地減小微納衛(wèi)星分離角速度的，從而解決微納衛(wèi)星分離角速度過大而導(dǎo)致微納衛(wèi)星工作不穩(wěn)定的問題。本專利技術(shù)提供了一種，包括以下步驟步驟SI 測(cè)量微納衛(wèi)星的質(zhì)心，以質(zhì)心為原點(diǎn)建立微納衛(wèi)星分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系oxyz，其中Z軸為分離運(yùn)動(dòng)方向，O為質(zhì)心；步驟S2 :按分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中xy平面的投影位置分別計(jì)算每個(gè)勢(shì)能器件相對(duì)于坐標(biāo)軸的勢(shì)能矩并疊加求得勢(shì)能矩之和，選擇勢(shì)能矩之和最小的組合作為發(fā)射安裝方案。進(jìn)一步地，勢(shì)能器件包括包括固定設(shè)置的固定勢(shì)能器件和多個(gè)勢(shì)能大小可供選擇的可選勢(shì)能器件，步驟S2具體包括以下步驟步驟S21 :測(cè)量固定勢(shì)能器件的分離彈性勢(shì)能；步驟S22 :測(cè)量可選勢(shì)能器件的分離彈性勢(shì)能；步驟S23 :對(duì)固定勢(shì)能器件和可選勢(shì)能器件組合形成多種備選發(fā)射安裝方案；步驟S24 :測(cè)量每種備選發(fā)射安裝方案中每個(gè)固定勢(shì)能器件和每個(gè)可選勢(shì)能器件在分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中xy平面上的坐標(biāo)(Xi，yi)，從而得到Ei (Xi, Yi)，其中i = I. . . η, η為每種備選發(fā)射安裝方案中所有勢(shì)能器件的個(gè)數(shù)；步驟S25 分別計(jì)算每個(gè)固定勢(shì)能器件和每個(gè)可選勢(shì)能器件相對(duì)X軸的勢(shì)能矩Ei7i和相對(duì)Y軸的勢(shì)能矩EiXi ;步驟S26 :計(jì)算每種備選發(fā)射安裝方案中所有勢(shì)能器件相對(duì)X軸的勢(shì)能矩之和Jex和相對(duì)Y軸的勢(shì)能矩之和JEy，選擇勢(shì)能矩之和最小的備選發(fā)射安裝方案作為發(fā)射安裝方案。進(jìn)一步地，步驟S26具體包括以下步驟步驟S261 :分析星體姿態(tài)控制和通訊相對(duì)分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中X軸和Y軸的敏感度，確定勢(shì)能器件相對(duì)X軸加權(quán)系數(shù)a和相對(duì)Y軸的加權(quán)系數(shù)b ;步驟S262 :計(jì)算每種備選發(fā)射安裝方案的勢(shì)能矩加權(quán)和，其中， 權(quán)利要求1.一種，其特征在于，包括以下步驟 步驟SI :測(cè)量微納衛(wèi)星(10)的質(zhì)心，以質(zhì)心為原點(diǎn)建立所述微納衛(wèi)星(10)分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系oxyz，其中z軸為分離運(yùn)動(dòng)方向，ο為質(zhì)心； 步驟S2 :按所述分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中xy平面的投影位置分別計(jì)算每個(gè)勢(shì)能器件(30)相對(duì)于坐標(biāo)軸的勢(shì)能矩并疊加求得勢(shì)能矩之和，選擇勢(shì)能矩之和最小的組合作為發(fā)射安裝方案。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的，其特征在于，所述勢(shì)能器件(30)包括固定設(shè)置的固定勢(shì)能器件和多個(gè)勢(shì)能大小可供選擇的可選勢(shì)能器件，所述步驟S2具體包括以下步驟 步驟S21 :測(cè)量所述固定勢(shì)能器件的分離彈性勢(shì)能； 步驟S22 :測(cè)量所述可選勢(shì)能器件的分離彈性勢(shì)能； 步驟S23 :對(duì)所述固定勢(shì)能器件和所述可選勢(shì)能器件組合形成多種備選發(fā)射安裝方案； 步驟S24 :測(cè)量每種所述備選發(fā)射安裝方案中每個(gè)所述固定勢(shì)能器件和每個(gè)所述可選勢(shì)能器件在所述分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中xy平面上的坐標(biāo)(Xi, Yi)，從而得到EiUi, Yi),其中i =I... η, η為每種備選發(fā)射安裝方案中所有勢(shì)能器件的個(gè)數(shù)； 步驟S25 :分別計(jì)算每個(gè)固定勢(shì)能器件和每個(gè)可選勢(shì)能器件相對(duì)X軸的勢(shì)能矩Eiyi和相對(duì)Y軸的勢(shì)能矩EiXi ； 步驟S26 :計(jì)算每種備選發(fā)射安裝方案中所有勢(shì)能器件相對(duì)X軸的勢(shì)能矩之和Jex和相對(duì)Y軸的勢(shì)能矩之和JEy，選擇勢(shì)能矩之和最小的備選發(fā)射安裝方案作為發(fā)射安裝方案。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的，其特征在于，所述步驟S26具體包括以下步驟 步驟S261 :分析星體姿態(tài)控制和通訊相對(duì)分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中X軸和Y軸的敏感度，確定勢(shì)能器件相對(duì)X軸加權(quán)系數(shù)a和相對(duì)Y軸的加權(quán)系數(shù)b ； 步驟S262 :計(jì)算每種備選發(fā)射安裝方案的勢(shì)能矩加權(quán)和，其中，4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的，其特征在于， 所述固定勢(shì)能器件包括行程開關(guān)和星箭電連接器。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的，其特征在于， 所述可選勢(shì)能器件包括多個(gè)備選分離彈簧。全文摘要本專利技術(shù)提供了一種，包括以下步驟步驟S1測(cè)量微納衛(wèi)星的質(zhì)心，以質(zhì)心為原點(diǎn)建立微納衛(wèi)星分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系oxyz，其中z軸為分離運(yùn)動(dòng)方向，o為質(zhì)心；步驟S2按分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中xy平面的投影位置分別計(jì)算每個(gè)勢(shì)能器件相對(duì)于坐標(biāo)軸的勢(shì)能矩并疊加求得勢(shì)能矩之和，選擇勢(shì)能矩之和最小的組合作為發(fā)射安裝方案。本專利技術(shù)通過測(cè)量每個(gè)勢(shì)能器件在衛(wèi)星分離過程中對(duì)微納衛(wèi)星產(chǎn)生的分離彈性勢(shì)能，并計(jì)算相對(duì)分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)軸的勢(shì)能矩，對(duì)勢(shì)能矩疊加求和，從而選擇勢(shì)能矩之和最小的方案作為安裝發(fā)射方案，使導(dǎo)致微納衛(wèi)星產(chǎn)生角速度的勢(shì)力矩最小，從而有效地減小微納衛(wèi)星分離角速度。文檔編號(hào)B64G1/64GK102941928SQ20121049092公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日專利技術(shù)者庹洲慧, 趙勇, 胡星志, 姚雯, 張為華 申請(qǐng)人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種微納衛(wèi)星分離角速度誤差優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1：測(cè)量微納衛(wèi)星（10）的質(zhì)心，以質(zhì)心為原點(diǎn)建立所述微納衛(wèi)星（10）分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系oxyz，其中z軸為分離運(yùn)動(dòng)方向，o為質(zhì)心；步驟S2：按所述分離運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中xy平面的投影位置分別計(jì)算每個(gè)勢(shì)能器件（30）相對(duì)于坐標(biāo)軸的勢(shì)能矩并疊加求得勢(shì)能矩之和，選擇勢(shì)能矩之和最小的組合作為發(fā)射安裝方案。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：庹洲慧，趙勇，胡星志，姚雯，張為華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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