[发明专利]磁浮作动器力臂在轨标定方法及系统

权利要求书

1.一种磁浮作动器力臂在轨标定方法，其特征在于，包括：

步骤S1：在两舱解锁后，处于磁浮稳态工况下，开展标定试验，获取标定试验开展信息；

步骤S2：根据标定试验开展信息，对单路磁浮作动器施加固定大小和脉宽的控制电流，产生作用力，改变载荷舱的角动量，获取载荷舱的角动量改变结果信息；

步骤S3：根据载荷舱的角动量改变结果信息，依据载荷舱的质量特性和角速度测量值，计算得到磁浮作动器作用前后载荷舱的角动量变化，获取磁浮作动器作用前后载荷舱的角动量变化计算结果信息；

步骤S4：根据获取磁浮作动器作用前后载荷舱的角动量变化计算结果信息，依据角动量守恒定理，解算磁浮作动器控制力臂，获取磁浮作动器控制力臂解算结果信息；

步骤S5：重复上述步骤2-4，得到多组力臂值，取其平均值作为该路磁浮作动器的力臂标定值；

步骤S6：重复步骤1-5，对不同路磁浮作动器的力臂进行在轨标定；

步骤S7：获取磁浮作动器力臂在轨标定结果信息。

2.根据权利要求1所述的磁浮作动器力臂在轨标定方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S2.1：通过给单路磁浮作动器施加固定大小I和固定脉宽τ的控制电流实现载荷舱角动量改变；单路磁浮作动器施加在载荷舱的角动量为：

H_c＝(r×kI)τ；

其中：k为磁浮作动器的力常数；

r为磁浮作动器作用力臂；

I为磁浮作动器的控制电流，和磁场相互作用产生控制力。

3.根据权利要求2所述的磁浮作动器力臂在轨标定方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

所述步骤S3.1：载荷舱安装高精度光纤陀螺，测量得到磁浮作动器施加作用前载荷舱的姿态相对于J2000的姿态角速度ω₁和磁浮作动器施加作用后载荷舱的姿态相对于J2000的姿态角速度ω₂；

根据载荷舱相对整星质心的转动惯量J计算得到磁浮作动器作用前后载荷舱的角动量变化为：

ΔH＝H₂-H₁＝J(ω₂-ω₁)；

其中：

4.根据权利要求3所述的磁浮作动器力臂在轨标定方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

所述步骤S4.1：根据角动量守恒有：

ΔH＝J(ω₂-ω₁)＝(r×kI)τ；

求解可得到该磁浮作动器的力臂值r的三个分量(r_x；r_y；r_z)。

5.根据权利要求4所述的磁浮作动器力臂在轨标定方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

所述步骤S5.1：为了保证测量力臂的准确性，需重复步骤2～4，多次测量解算出多组控制力臂值r_j,j＝1,2,3,...,n，并取其平均值作为磁浮作动器的在轨控制力臂标定值，计算公式如下：

6.一种磁浮作动器力臂在轨标定系统，其特征在于，包括：

模块M1：在两舱解锁后，处于磁浮稳态工况下，开展标定试验，获取标定试验开展信息；

模块M2：根据标定试验开展信息，对单路磁浮作动器施加固定大小和脉宽的控制电流，产生作用力，改变载荷舱的角动量，获取载荷舱的角动量改变结果信息；

模块M3：根据载荷舱的角动量改变结果信息，依据载荷舱的质量特性和角速度测量值，计算得到磁浮作动器作用前后载荷舱的角动量变化，获取磁浮作动器作用前后载荷舱的角动量变化计算结果信息；

模块M4：根据获取磁浮作动器作用前后载荷舱的角动量变化计算结果信息，依据角动量守恒定理，解算磁浮作动器控制力臂，获取磁浮作动器控制力臂解算结果信息；

模块M5：重复上述步骤2-4，得到多组力臂值，取其平均值作为该路磁浮作动器的力臂标定值；

模块M6：重复步骤1-5，对不同路磁浮作动器的力臂进行在轨标定；

模块M7：获取磁浮作动器力臂在轨标定结果信息。