[发明专利]一种超稳卫星平台及调姿控制方法

说明书

本发明公开一种超稳卫星平台，包括载荷模块、调姿模块、柔性电缆，所述载荷模块和所述调姿模块通过所述柔性电缆相连接；所述载荷模块用于承载有效载荷，所述有效载荷对所述卫星平台具有稳定性要求；所述载荷模块上设有第一姿态敏感器、第一调姿线圈组、第一无线收发模块；所述调姿模块用于对所述载荷模块进行姿态调整；所述调姿模块包括调姿平台、机械臂、控制器；所述控制器与所述机械臂相连，所述机械臂与所述调姿平台相连，所述调姿平台通过所述柔性电缆与所述载荷模块相连。本发明能够完成载荷模块和支持模块的大角度相对运动，实现了卫星平台的高精度指向和振动抑制。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，特别是涉及一种超稳卫星平台及调姿控制方法。

背景技术

随着高分辨率光学载荷、深空望远镜、星间激光通信等航天活动的不断发展，航天器携带的高性能载荷对指向精度和姿态稳定度的要求越来越高，因此对航天器微振动的隔离技术提出了更高的要求。

目前，卫星的隔振技术根据隔振平台接口的刚度主要分为两类：

1.硬连接隔振。硬连接隔振系统主要包括无源的被动隔振系统和使用驱动器、传感器组成的主动隔振系统，其中驱动器主要包括压电驱动器、音圈驱动器和磁致伸缩驱动器。硬连接隔振具有以下缺点：首先，无源的被动隔振不能有效地隔离低频振动；其次，主动隔振受传感器测量精度以及驱动器定位精度的影响，难以实现高稳定性的振动隔离以及高精度的指向功能；再次，由于受驱动器行程的影响，隔振平台不能实现大角度、大位移的指向；最后，由于主动隔振需要不断的进行振动隔离，因此需要消耗大量的电能，对于在轨卫星来说，电能主要来自太阳能帆板，大量的电能消耗会影响卫星的主要任务。

2.软连接隔振。软连接隔振系统通过非接触驱动器和非接触传感器将卫星分为互不接触的载荷部分和支持部分，因此，能够将支持模块产生的干扰隔离至零频，软连接主要包含DFP(Disturbance-Free Payload，无干扰有效载荷)系统和双体卫星隔振系统。由于非接触传感器获得的测量信息用于驱动支持模块上的执行机构，因此软连接隔振系统的隔振性能不受传感器精度的影响。但是，由于非接触执行器的行程小，因此支持模块的运动需要跟随载荷模块的运动，当载荷模块进行快速机动时，支持模块也要进行快速机动，这就需要在支持模块上安装具有大力矩能力的执行机构，这无疑增加了控制系统的复杂程度以及航天器的能量消耗。

由此，目前急需一种能够解除非接触执行器行程的限制、实现载荷模块和支持模块大角度相对运动的机构。

发明内容

本发明的目的是提供一种超稳卫星平台及调姿控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现载荷模块和支持模块的大角度相对运动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种超稳卫星平台，包括载荷模块、调姿模块、柔性电缆，所述载荷模块和所述调姿模块通过所述柔性电缆相连接；

所述载荷模块用于承载有效载荷，所述有效载荷对所述卫星平台具有稳定性要求；所述载荷模块上设有第一姿态敏感器、第一调姿线圈组、第一无线收发模块；

所述第一姿态敏感器用于感知所述载荷模块的姿态信息；

所述第一调姿线圈组用于所述载荷模块的姿态微调；

所述第一无线收发模块用于与所述调姿模块进行通讯，将所述第一姿态敏感器所采集的姿态信息通过无线传输模式发送至所述调姿模块；

所述调姿模块用于对所述载荷模块进行姿态调整；所述调姿模块包括调姿平台、机械臂、控制器；所述控制器与所述机械臂相连，所述机械臂与所述调姿平台相连，所述调姿平台通过所述柔性电缆与所述载荷模块相连；

所述调姿平台用于带动所述载荷模块进行姿态调整；

所述机械臂用于驱动所述调姿平台运动；

所述控制器用于对所述六自由度机械臂进行控制；