低轨小卫星高性能磁力矩器的设计与实现

【摘要】：自20世纪80年代现代小卫星的概念提出以来,小卫星的技术发展非常迅速。作为卫星的一个重要部分的姿态控制系统,现代小卫星也对其提出了新的要求,需要它具有结构简单、质量轻、工作时间长和可靠性高等特点。根据这些新要求,针对地球低轨道卫星所处区域地磁场强度较强,同时考虑作为姿态控制系统的执行机构磁力矩器具有简单可靠的特点,本文开展了用于低轨道小卫星的高性能磁力矩器的设计与实现的研究工作。本课题在分析国内外研究历史和现状的基础上,对磁力矩器工作原理进行了理论探讨,通过分析地磁场和磁性材料的特性,研究了通电回路的输出磁矩特性,确定了磁芯的制作材料;接着分别开展了磁力矩器的磁棒和驱动控制电路两个组成部分的设计和实现工作,同时建立了地磁场环境下的磁力矩器的测试环境,对设计完成的磁棒和驱动控制电路进行了相应的测试工作。实际的测试结果表明:本课题所完成的磁力矩器具有输出磁矩大、剩磁小等特点,驱动控制电路的功耗小、控制方法简便,满足设计指标的要求。本课题还对一种新的驱动控制方法进行了仿真研究,通过建立电路的仿真模型并进行仿真,仿真结果表明该方法具有控制算法简单、输出磁矩线性度好、剩磁易于消除等优点。

【学位授予单位】：中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：V441

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	【引证文献】
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前1条

1	耿晓磊;史尧宜;肖琦;易忠;;磁力矩器在高低温变化环境下工作磁矩实时测试方法[J];航天器环境工程;2011年05期

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1	张凌云;郭雷;杨照华;;微纳卫星用空芯磁力矩器的设计与实现[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集[C];2008年

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1	曹璐;基于非线性滤波的小卫星姿态确定及控制研究[D];国防科学技术大学;2010年

	【参考文献】
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1	李太玉,张育林;卫星姿控实物仿真系统中的磁线圈分析[J];国防科技大学学报;2001年02期
2	孙兆伟,杨旭,杨涤;小卫星磁力矩器与反作用飞轮联合控制算法研究[J];控制理论与应用;2002年02期
3	徐福祥;用地球磁场和重力场成功挽救风云一号(B)卫星的控制技术[J];宇航学报;2001年02期

	【共引文献】
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1	孙兆伟,林晓辉,曹喜滨;小卫星姿态大角度机动联合控制算法[J];哈尔滨工业大学学报;2003年06期
2	黄琳,荆武兴;关于磁强计与磁力矩器分时工作方案的研究[J];航天控制;2005年05期
3	刘开磊;张珩;李文皓;肖歆昕;郭正雄;;近地空间磁场梯度分布特性及磁力效应研究[J];航天器环境工程;2012年05期
4	刘厚德;王学谦;梁斌;徐文福;史也;;自主捕获中自旋目标运动特性分析与地面模拟方法[J];机器人;2013年01期

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1	金磊;徐世杰;;利用变惯量反作用飞轮的小卫星快速姿态机动控制研究[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年
2	张凌云;郭雷;杨照华;;微纳卫星用空芯磁力矩器的设计与实现[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集[C];2008年

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1	李东;皮卫星姿态确定与控制技术研究[D];中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）;2005年
2	胡立坤;一类簇状刚挠航天器模型与逆系统方法姿态控制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3	蔡鹏;挠性航天器建模与姿态控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

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1	李爽;偏置动量重力梯度卫星主动段磁控技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2	郝东;微小卫星姿态确定与磁控技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3	蒙涛;皮卫星姿态确定与控制系统方案设计与实现[D];浙江大学;2006年
4	王佑卿;高可靠微处理器定时器及中断控制器研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
5	段晨阳;小卫星反作用飞轮与磁力矩器联合姿态控制方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
6	郑敏;基于变结构自适应控制方法的小卫星姿态控制研究[D];南京航空航天大学;2008年

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1	王晨;房建成;;基于Unscented四元数粒子滤波的微小卫星姿态估计[J];北京航空航天大学学报;2007年05期
2	管萍,刘向东,陈家斌,刘小河;Flexible Satellite Attitude Control via Adaptive Fuzzy Linearization[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2005年02期
3	周冠军;毕祥丽;;LMD18200T的直流伺服电动机驱动器的设计[J];电子工业专用设备;2006年11期
4	林玉荣;邓正隆;;一类非线性预测滤波器的鲁棒稳定性分析[J];电机与控制学报;2006年01期
5	程杨,杨涤,崔祜涛;利用修正罗德里格参数进行飞行器姿态估计[J];飞行力学;2002年04期
6	李太玉,张育林;卫星姿控实物仿真系统中的磁线圈分析[J];国防科技大学学报;2001年02期
7	田菁,吴美平,胡小平;三轴磁强计姿态确定[J];国防科技大学学报;2001年05期
8	林玉荣,邓正隆;基于MME准则估计卫星姿态的非线性滤波算法[J];哈尔滨工业大学学报;2002年01期
9	姜雪原;马广富;胡庆雷;;基于粒子滤波和UKF联合滤波的卫星姿态估计[J];哈尔滨工业大学学报;2007年03期
10	姜雪原;马广富;石忠;;基于TAM的卫星角速度粒子滤波估计算法[J];哈尔滨工业大学学报;2007年11期

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1	钱勇;高精度三轴稳定卫星姿态确定和控制系统研究[D];西北工业大学;2002年
2	王志胜;信息融合估计理论及其在航天器控制中的应用研究[D];西北工业大学;2002年
3	朱长征;基于星敏感器的星模式识别算法及空间飞行器姿态确定技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
4	武元新;对偶四元数导航算法与非线性高斯滤波研究[D];国防科学技术大学;2005年
5	郁丰;微小卫星姿轨自主确定技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

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前2条

1	郑敏;基于变结构自适应控制方法的小卫星姿态控制研究[D];南京航空航天大学;2008年
2	李鹏奎;在轨服务组合平台姿态确定与控制研究及地面试验相对测量系统设计[D];国防科学技术大学;2008年

	【二级引证文献】
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前2条

1	曹阳;三轴稳定卫星姿态确定与控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2	常敏;改进粒子滤波算法在导航星座自主定轨技术中的应用[D];南京航空航天大学;2012年

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1	戴路;金光;陈涛;;基于VSCMG的卫星姿态控制仿真系统[J];光学精密工程;2008年08期
2	胡俊,朱振才,王建宇;通信小卫星的姿态与轨道控制系统技术[J];红外;2001年06期
3	吴昊,刘建业,段方,赵伟;基于STK的小卫星零动量姿态控制系统仿真研究[J];遥测遥控;2005年03期
4	孙青;;日本的高功能科学小卫星—INDEX[J];中国航天;2006年03期
5	耿云海,崔祜涛,孙兆伟,杨涤;小卫星主动磁控制地球捕获姿态控制系统设计[J];航空学报;2000年02期
6	陈士明;董云峰;;基于蚁群算法的卫星磁力矩器反馈参数设计[J];中国空间科学技术;2008年03期
7	孙兆伟,杨旭,杨涤;小卫星磁力矩器与反作用飞轮联合控制算法研究[J];控制理论与应用;2002年02期
8	段晨阳;汤国建;张世杰;;单轴飞轮故障时的小卫星姿态控制方法研究[J];航天控制;2007年03期
9	云喻;欧洲制造商期待着小卫星市场的兴旺[J];国际太空;1994年11期
10	伍琴;智利小卫星入轨未分离[J];国际太空;1995年12期

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前10条

1	张凌云;郭雷;杨照华;;微纳卫星用空芯磁力矩器的设计与实现[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集[C];2008年
2	杜凡;杨铁一;;无线胶囊内镜姿态控制系统应用于胃部检查操作方法的研究[A];江西省第四次中西医结合消化系统疾病学术交流会论文汇编[C];2011年
3	于绍华;孙亮勤;;小卫星及其姿态控制系统概念研究[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第九次学术会议论文集[C];1996年
4	贾文奎;;磁法姿测和姿控地面模拟试验方案设想[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十二次学术会议论文集[C];1999年
5	王文福;张兵;杨俊发;;NS-1卫星的三轴稳定控制技术[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年
6	吴刚;何伟平;仇梦跃;;V型轮地球同步卫星姿态控制系统仿真研究[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
7	朱毅麟;;面向21世纪的小卫星[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年
8	侯悦民;季林红;金德闻;尤政;徐信;贺启林;;影响小卫星动特性因素分析[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
9	熊淑杰;严劲;;采用4个推力器进行姿控和卸载控制策略[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年
10	张怡;王勇;袁利;张笃周;;小卫星控制系统电子一体化设计[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集（下册）[C];2006年

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前10条

1	陈超;小卫星堪当大责任[N];科技日报;2008年
2	综文;我国小卫星制造公司成立[N];通信产业报;2001年
3	士元;小卫星“大闹天宫”[N];中国国防报;2002年
4	尹大强;小卫星发展掀热浪[N];解放军报;2000年
5	记者胡群芳;小卫星浮出水面[N];中国航天报;2004年
6	崔伟光记者仇方迎;最大的小卫星研试基地落户北京[N];科技日报;2004年
7	韩光熙;众人拾柴照亮梦想[N];中国航天报;2002年
8	记者　丁波;3亿公里测控考验中国[N];解放日报;2007年
9	于雪梅;小卫星功力关键技术取得突破[N];中国航天报;2008年
10	特派记者邱瑞贤;太空人要取回80个船外润滑剂[N];广州日报;2008年

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前10条

1	刘海颖;微小卫星姿态控制系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
2	余平;基于小卫星移动通信的自适应阵列天线技术的研究[D];重庆大学;2003年
3	李涛;实时容错嵌入式小卫星操作系统设计的研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
4	李荔;低轨小卫星移动通信系统的载波同步设计[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
5	蔡鹏;挠性航天器建模与姿态控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
6	朱良宽;挠性航天器姿态鲁棒非线性控制算法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
7	朱宏玉;航天器姿态控制的正规矩阵方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8	高焕;中国对虾基因组串联重复序列分析及其分子标记的开发与应用[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2006年
9	胡庆雷;挠性航天器姿态机动的主动振动控制[D];哈尔滨工业大学;2006年
10	杨永;不确定性非线性系统的自适应鲁棒控制及其应用[D];浙江大学;1997年

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前10条

1	孔庆松;低轨小卫星高性能磁力矩器的设计与实现[D];中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）;2006年
2	段晨阳;小卫星反作用飞轮与磁力矩器联合姿态控制方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
3	蒙涛;皮卫星姿态确定与控制系统方案设计与实现[D];浙江大学;2006年
4	杨艳;小卫星磁控系统设计仿真研究[D];中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）;2006年
5	王振枫;某型微小卫星姿态控制系统设计及仿真研究[D];南京航空航天大学;2007年
6	赵懿;基于HLA的卫星姿态控制系统仿真研究[D];中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）;2004年
7	陈懿;基于DSP技术的皮卫星姿态控制系统的设计与实现[D];浙江大学;2005年
8	郭延宁;卫星姿态的磁控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
9	郭云飞;偏置动量微小卫星姿态控制系统研究[D];南京航空航天大学;2008年
10	刘帅;舞台空间姿态控制系统的研究[D];太原科技大学;2011年

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