基于非正交结构的三轴气浮台质心调节方法
【专利摘要】基于非正交结构的三轴气浮台质心调节方法，涉及地面全物理仿真领域。它是为了解决现有调节三轴气浮台质心需要人工调平，浪费时间，三轴气浮台质心调节精度低的问题。本发明实现将三轴气浮台质心调整到与其旋转中心重合的位置上，使实验台具有很高的平衡精度的目的，其三维质心调节系统的定位精度优于10um，满足实验台在地面进行姿态仿真时的使用要求；大大减少了质心调节的时间，不需要人工操作，调节时间同比节约了一倍以上。本发明适用于地面全物理仿真领域。
【专利说明】基于非正交结构的三轴气浮台质心调节方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及地面全物理仿真领域。
【背景技术】
[0002]随着人们对外太空的探索，将研制的卫星置于气浮仿真平台进行仿真测试，以此降低研究成本，提高卫星执行任务的成功率，已经成为研制发射卫星的必要步骤。三轴仿真平台主要用于模拟飞行器等设备在某种环境下的姿态运动。控制技术和计算机技术的发展，以及新型材料的开发运用，使得仿真平台体积变小，刚度加大，承载能力更高。此外科学技术的进步还使得仿真平台的控制精度以及位资精度都有了极大的提高。因此，三轴气浮台将不再仅限于空间飞行器的实验模拟，也逐渐适用于其他各种方向，如航海时的模拟训练以及某些高精度，高成本的实验设备在投入使用之前的仿真测试。
[0003]在气浮台中工作台是气浮台的本体，它用来安装姿态控制系统的测试部件。由于卫星在空间飞行时所须的驱动力矩很小，所以在进行地面模拟试验时，必须将干扰力矩控制到很小的数值。当各项干扰力矩控制到规定数值后，工作台便可浮在球轴承上在任意姿态角达随迁平衡，以实现稳定，此时卫星就像漂浮在空间飞行轨道上一样，再通过遥测、遥控装置，姿控系统就可在模拟台上进行各种试验了。传统人工调平费时费力，且往往达不到良好的调节效果。通过此调平机构，使旋转中心与整体质心重合，研制出的工作台具有很高的平衡精度，以满足地面仿真实验的使用要求。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决现有调节三轴气浮台质心需要人工调平，浪费时间，三轴气浮台质心调节精度低的问题，进而提供了基于非正交结构的三轴气浮台质心调节方法。
[0005]基于非正交结构的三轴气浮台质心调节方法，该方法是基于非正交结构的三轴气浮台质心调节装置实现的，基于非正交结构的三轴气浮台质心调节装置包括电机驱动器1、电机、线型模组和装配体支撑板；
[0006]线型模组包括基座2、丝杠3、承载台4和滑块5 ；
[0007]线型模组的基座2固定于装配体支撑板的上表面；
[0008]丝杠3的两端分别通过一个轴承固定在基座2的上表面上，且所述丝杠3的一端与驱动电机的驱动输出轴同轴连接，该驱动电机的驱动信号输端连接电机驱动器I的驱动信号输出端；
[0009]丝杠3的中部设置有滑块5，该滑块5与丝杠3螺纹连接，该滑块5的上表面与承载台4固定连接；
[0010]该方法通过以下步骤实现，所述步骤包括:
[0011]步骤一:在三轴气浮台上安装三个质心调节装置，三个质心调节装置均通过装配体支撑板固定在三轴气浮台上平台的下面，并且三个质心调节装置以三轴气浮台的中心轴线为中心沿圆周方向均匀分布，且每个质心调节装置的装配体支撑板与上平台所在平面呈30度倾角，每个线性模组中承载台4的上表面固定有一个质量块，通过控制每个质心调节装置的电机控制器，驱动电机，进而控制丝杠3带动承载台4，移动承载台4上的质量块；
[0012]步骤二:设每个线性模组上质量块移动的距离分别是:Λr1，Λι.2，Λι.3，所述质量块的质量均为m ;质量块移动距离和该质心调节的质心变化量之间的关系为:
[0013]
【权利要求】
1.基于非正交结构的三轴气浮台质心调节方法，其特征在于:该方法是基于非正交结构的三轴气浮台质心调节装置实现的，基于非正交结构的三轴气浮台质心调节装置包括电机驱动器(I)、电机、线型模组和装配体支撑板； 线型模组包括基座(2)、丝杠(3)、承载台(4)和滑块(5)； 线型模组的基座(2)固定于装配体支撑板的上表面； 丝杠(3)的两端分别通过一个轴承固定在基座(2)的上表面上，且所述丝杠(3)的一端与驱动电机的驱动输出轴同轴连接，该驱动电机的驱动信号输端连接电机驱动器(I)的驱动信号输出端； 丝杠(3 )的中部设置有滑块(5 )，该滑块(5 )与丝杠(3 )螺纹连接，该滑块(5 )的上表面与承载台(4)固定连接； 该方法通过以下步骤实现，所述步骤包括: 步骤一:在三轴气浮台上安装三个质心调节装置，三个质心调节装置均通过装配体支撑板固定在三轴气浮台上平台的下面，并且三个质心调节装置以三轴气浮台的中心轴线为中心沿圆周方向均匀分布，且每个质心调节装置的装配体支撑板与上平台所在平面呈30度倾角，每个线性模组中承载台(4)的上表面固定有一个质量块，通过控制每个质心调节装置的电机控制器，驱动电机，进而控制丝杠(3)带动承载台(4)，移动承载台(4)上的质量块； 步骤二:设每个线性模组上质量块移动的距离分别是= Ar1, Ar2, Ar3,所述质量块的质量均为m ;质量块移动距离和该质心调节的质心变化量之间的关系为:
【文档编号】G05D3/12GK103869833SQ201410128646
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】刘杨, 李宗哲, 付振宪, 陈兴林, 周乃新, 强盛, 李欣, 马晔, 陈震宇, 王伟峰 申请人:哈尔滨工业大学