FXQ航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的組成與分類學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1FXQ航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的組成與分類航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的組成與分類第一頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第1頁/共57頁第二頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。4.1 姿態(tài)敏感器姿態(tài)敏感器美國哈勃太空望遠(yuǎn)鏡美國哈勃太空望遠(yuǎn)鏡第2頁/共57頁第三頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第3頁/共57頁第四頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第4頁/共57頁第五頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第5頁/共57頁第六頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第6頁/共57頁第七頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。模擬式太陽敏感器工作原理模擬式太陽敏感器視場在幾十度時(shí)，精度可達(dá)到模擬式太陽敏感器視場在幾十度時(shí)，精度可達(dá)到 ；當(dāng)

2、視場很小，僅為；當(dāng)視場很小，僅為 時(shí)，精度可達(dá)到秒級。時(shí)，精度可達(dá)到秒級。0.512第7頁/共57頁第八頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。兩軸模擬式太陽敏感器兩軸模擬式太陽敏感器: :同時(shí)獲得航天器相對于太陽光線的兩個(gè)姿態(tài)角同時(shí)獲得航天器相對于太陽光線的兩個(gè)姿態(tài)角 圖4.3 兩軸模擬式太陽敏感器第8頁/共57頁第九頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。2 2數(shù)字式太陽敏感器數(shù)字式太陽敏感器第9頁/共57頁第十頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第10頁/共57頁第十一頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第11頁/共57頁第十二頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。 紅外地平儀紅外地平儀 紅外地平儀就是利用地球自身的

3、紅外輻射來測量航天器相對于當(dāng)?shù)卮咕€或者當(dāng)?shù)氐仄椒轿坏淖藨B(tài)敏感器，簡稱地平儀。紅外地平儀就是利用地球自身的紅外輻射來測量航天器相對于當(dāng)?shù)卮咕€或者當(dāng)?shù)氐仄椒轿坏淖藨B(tài)敏感器，簡稱地平儀。 目前紅外地平儀主要有目前紅外地平儀主要有3 3種形式：種形式：地平穿越式地平穿越式、邊界跟蹤式邊界跟蹤式和和輻射熱平衡式輻射熱平衡式。 其中地平穿越式地平儀掃描視場大，其余兩種地平儀的工作視場較小，只能適用于小范圍的姿態(tài)測量，但精度較高其中地平穿越式地平儀掃描視場大，其余兩種地平儀的工作視場較小，只能適用于小范圍的姿態(tài)測量，但精度較高. . 下面分別介紹這下面分別介紹這3 3種紅外地平儀的基本工作原理。種紅外地平儀

4、的基本工作原理。第12頁/共57頁第十三頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。1 1地平穿越式地平儀地平穿越式地平儀第13頁/共57頁第十四頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第14頁/共57頁第十五頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。自旋掃描紅外地平儀（虛擬現(xiàn)實(shí)演示）第15頁/共57頁第十六頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。0.025511邊界跟蹤式地平儀邊界跟蹤式地平儀虛擬現(xiàn)實(shí)演示虛擬現(xiàn)實(shí)演示 第16頁/共57頁第十七頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第17頁/共57頁第十八頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。0.040.005第18頁/共57頁第十九頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。星敏感器分星敏感器分星圖儀星

5、圖儀和和星跟蹤器星跟蹤器兩種類型，星跟蹤器又可分為兩種類型，星跟蹤器又可分為框架式框架式和和固定式固定式兩種形式。兩種形式。 (1)(1)星圖儀星圖儀：又稱星掃描器。一般都是狹縫式，用在自旋衛(wèi)星上，利用星體的旋轉(zhuǎn)來搜索和捕獲目標(biāo)恒星。：又稱星掃描器。一般都是狹縫式，用在自旋衛(wèi)星上，利用星體的旋轉(zhuǎn)來搜索和捕獲目標(biāo)恒星。 (2)(2)框架式星跟蹤器框架式星跟蹤器：是把敏感頭裝在可轉(zhuǎn)動的框架上，且通過旋轉(zhuǎn)框架來搜索和捕獲目標(biāo)。：是把敏感頭裝在可轉(zhuǎn)動的框架上，且通過旋轉(zhuǎn)框架來搜索和捕獲目標(biāo)。 (3)(3)固定式星跟蹤器固定式星跟蹤器：這種跟蹤器的敏感頭相對航天器固定，在一定的視場內(nèi)具有搜索和跟蹤能力，

6、例如采用析像管電子掃描和：這種跟蹤器的敏感頭相對航天器固定，在一定的視場內(nèi)具有搜索和跟蹤能力，例如采用析像管電子掃描和CCDCCD器件成像。器件成像。第19頁/共57頁第二十頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第20頁/共57頁第二十一頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第21頁/共57頁第二十二頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。2 2CCDCCD星敏感器星敏感器第22頁/共57頁第二十三頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。4.1.4 4.1.4 陀螺陀螺第23頁/共57頁第二十四頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第24頁/共57頁第二十五頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第25頁/共57頁第二十六頁，編輯于星

7、期六：十一點(diǎn) 十分。第26頁/共57頁第二十七頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第27頁/共57頁第二十八頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第28頁/共57頁第二十九頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。cos2 d2 d第29頁/共57頁第三十頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。1E2E第30頁/共57頁第三十一頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。姿態(tài)敏感器小結(jié)姿態(tài)敏感器小結(jié)第31頁/共57頁第三十二頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。哥倫比亞航天飛機(jī)視頻資料第32頁/共57頁第三十三頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第33頁/共57頁第三十四頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第34頁/共57頁第三十五頁，編輯于星期

8、六：十一點(diǎn) 十分。eeeFmvS pm eveSepefFmv /efeeevvS pm第35頁/共57頁第三十六頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。00efsvFImgg0g第36頁/共57頁第三十七頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。efvevev0.1sefIv第37頁/共57頁第三十八頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。4.2.2 4.2.2 飛輪飛輪第38頁/共57頁第三十九頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第39頁/共57頁第四十頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第40頁/共57頁第四十一頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。飛輪第41頁/共57頁第四十二頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第42頁/共57

9、頁第四十三頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。MP BPB第43頁/共57頁第四十四頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第44頁/共57頁第四十五頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分?？刂茍?zhí)行機(jī)構(gòu)小結(jié)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)小結(jié)第45頁/共57頁第四十六頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。海盜一號探測器視頻資料海盜一號探測器視頻資料第46頁/共57頁第四十七頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。4.3 控制器控制器星載控制計(jì)算機(jī)星載控制計(jì)算機(jī)第47頁/共57頁第四十八頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。航天器對星載計(jì)算機(jī)有著更高的要求，它們必須要：航天器對星載計(jì)算機(jī)有著更高的要求，它們必須要：第48頁/共57頁第四十九頁，編輯于星期

10、六：十一點(diǎn) 十分。第49頁/共57頁第五十頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第50頁/共57頁第五十一頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。1 1被動式被動式 被動控制系統(tǒng)是用自然環(huán)境力矩源或物理力矩源被動控制系統(tǒng)是用自然環(huán)境力矩源或物理力矩源，如自旋、重力梯度、地磁場、太陽輻射力矩或氣動力矩等以及它們之間的組合來控制航天器的姿態(tài)。，如自旋、重力梯度、地磁場、太陽輻射力矩或氣動力矩等以及它們之間的組合來控制航天器的姿態(tài)。 這種系統(tǒng)不需要能源，也不需要姿態(tài)敏感器和控制邏輯線路。這種系統(tǒng)不需要能源，也不需要姿態(tài)敏感器和控制邏輯線路。第51頁/共57頁第五十二頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。第52頁/共57

11、頁第五十三頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。歐洲第一顆實(shí)用氣象衛(wèi)星歐洲第一顆實(shí)用氣象衛(wèi)星第53頁/共57頁第五十四頁，編輯于星期六：十一點(diǎn) 十分。 (2) (2)噴氣三軸姿態(tài)控制噴氣三軸姿態(tài)控制：利用各種推力器：利用各種推力器( (即噴氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)即噴氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)) )為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從航天器本體向外噴射質(zhì)量，產(chǎn)生控制力矩。在本體坐標(biāo)系三個(gè)軸方向上均安裝推力器，就可以實(shí)現(xiàn)對航天器三個(gè)軸的姿態(tài)控制。為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從航天器本體向外噴射質(zhì)量，產(chǎn)生控制力矩。在本體坐標(biāo)系三個(gè)軸方向上均安裝推力器，就可以實(shí)現(xiàn)對航天器三個(gè)軸的姿態(tài)控制。 (3)(3)地磁力矩器控制系統(tǒng)地磁力矩器控制系統(tǒng)：它是根據(jù)載流線圈在地球磁場作用下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩的原理來設(shè)計(jì)的。如果在航天器的三個(gè)主軸上都安裝有這樣的線圈，則可以通過控制各線圈上的電流來獲得所需要的控制力矩的大小與方向。：它是根據(jù)載流