低轨纳卫星质量矩姿态控制技术研究

针对气动力矩严重影响低轨纳卫星姿态控制效果的问题,创新性地提出了利用质量矩技术将气动干扰转化为控制力矩的解决方法.由于气动力矩矢量垂直于大气来流速度方向,因而采用质量矩与磁力矩相结合的方式三轴全驱动控制卫星姿态,从而避免系统欠驱动. 建立双执行机构控制方式的姿态动力学模型,并根据各干扰项的影响简化了控制方程.针对气动力不确定、星体参数误差、未知环境影响等复杂干扰,设计了针对理想控制力矩基于干扰观测器的滑模控制器. 为减小滑块附加干扰力矩,研究了理想控制力矩的最优分配策略. 最后, 为双执行机构搭建了半物理仿真平台,结果表明: 姿态机动过程中, 与滑块加速度相关的附加惯性力矩远大于其他干扰项,最优力矩分配策略能够大幅减小快时变的附加干扰, 优化效果明显; 姿态保持过程中,干扰观测器能有效观测系统慢时变干扰, 提高滑模控制律的姿态控制精度,姿态角收敛误差小于$\pm $0.1$^\circ$.最终验证了在低轨纳卫星上利用质量矩技术控制姿态的可行性.      

再谈物体稳度与质量的关系

结合生活实际,探讨用最大倾斜角表示物体稳度的不足之处,并从力矩平衡的角度分析稳度与质量的关系.在此基础上,提出用重力矩大小定量描述物体稳度的新看法.     

汽车稳定杆拟动态实验分析

本文主要通过汽车稳定杆在疲劳试验中应力、刚度拟动态试验，采用电测法^[1]，在分析杆件中实际应变和位移的基础上进行逆解分析，从而确定稳定杆的实际刚度，支座摩阻反力矩和应力集中系数，为建立稳定杆的简化力学分析及其疲劳寿命预测提供试验依据．     

控制力矩陀螺用磁轴承磁力参数的辨识

提出一种实用的闭环辨识方法—磁中心变位移法,可以对控制力矩陀螺用磁轴承的磁力参数进行辨识。这种方法通过在磁中心处改变转子位移,得出不同位移时的电流值,再用这些值进行最小二乘辨识,得出所求的磁力参数。辨识出的电磁力模型中代入实际数据所得输出值与磁轴承实际输出数据非常吻合,证明了辨识所得磁力参数的准确性,并且用所得到的磁力参数指导磁轴承系统控制器参数的选择,使之更好地对磁轴承进行控制。实验证明,调整后的参数使转子在 30 060 r/mim 时仍能稳定地悬浮在给定位置,验证了所得磁力参数的准确性。     

外环干扰力矩对陀螺加速度计测试精度的影响

摆式积分陀螺加速度计的外环干扰力矩包括仪表外环轴的摩擦力矩和交叉轴加速度引起的交变力矩。作者分析了引起摆式积分陀螺加速度计外环干扰力矩的主要原因,提出一种在高精度三轴测试转台上分离摆式积分陀螺加速度计外环干扰力,测试摆式积分陀螺加速度计精度的试验方法。该试验采用三轴转台中环转动速度随动摆式积分陀螺加速度计外环进动角速度,同时摆式积分陀螺加速度计陀螺摆的输出轴在整个试验中保持水平,从而分离仪表外环干扰力的方案。通过对试验数据进行分析,得出外环干扰力的存在影响了摆式积分陀螺加速度计测试精度,为改善摆式陀螺加速度计工艺以提高摆式陀螺加速度计的测试精度提供了依据。     

力矩分配法中的无侧移限制

讨论一般力矩分配法的适用条件. 当研究多种单元和复杂单元，提供必要的分配系 数和传递系数后，结点无侧移条件可适当放宽，成为广义的力矩分配法，但已不是工程 师所需的手算方法.     

静压气体球轴承支承球形转子的干扰力矩分析

中心小孔供气单向受载球面气体轴承可以用于球形转子的静平衡测量。对作用于转子上的干扰力矩进行估算是平衡装置设计的重要部分。本在一定假设条件下推导了由粘性剪切应力和气膜支撑力引起的作用于转子上的干扰力矩。干扰力矩以轴承包角、中心气室张角、气膜压力、转子转速、转子旋转轴位置、失中度、转子非球表示。以干扰力矩最小为准则分析了这些参数的影响，结论有助于静平衡装置的优化设计以及对精度的进一步分析。     

无刷直流力矩电机系统的自适应扰动力矩补偿研究

陀螺漂移测试转台无刷直流力矩电机系统中存在波动力矩和负载力矩振动，这严重地影响了转台速率平稳度。为提高转台速率状态位置跟踪精度，设计了一种自适应补偿方法。该方法包含一个参自适应律和等效PID控制律，它利用前馈补偿原理，来估计电机中未知参数以及波动力矩和负载力矩参数并给与补偿。该自适应补偿方法保证了闭环系统全局稳定性和对期望位置信号的渐进跟踪。仿真结果证明：该方法有效地提高了转台速率状态跟踪精度。     

非对称的非局部塑性理论

从非局部连续场论出发，假定形变与局部转动均属微小，当存在体力矩出现非对称应力场时，设对称应力的能量函数和非对称应力的能量函数可以独立计算。基于热力学原理和屈服面的概念，建立了一种新的非对称－非局部弹塑性力学理论。     

基于复模态的控制力矩陀螺配置优化

由于陀螺耦合效应,系统动力学方程的特征值和特征向量皆为复数形式,不便于进行控制力矩陀螺的配置优化和控制律设计。本文基于复模态理论,构造出一种实数域上的伪模态矩阵,从而实现方程解耦。综合考虑结构模态、控制输入能量和传感器接收能量的复合优化准则,获得了控制力矩陀螺的最优配置。结果表明,采用线性二次型最优控制,能够快速将结构的响应振幅降至5%以内,验证了使用伪模态矩阵进行方程解耦的可行性及控制的有效性。