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一种基于动量轮组的探空火箭轴向姿态稳定控制装置制造方法及图纸

技术编号:43898678 阅读:23 留言:0更新日期:2025-01-03 13:11
本发明专利技术涉及一种基于动量轮组的探空火箭轴向姿态稳定控制装置,属于空天设备技术领域。装置包含九轴姿态传感器、高精度气压计、一阶伺服动量轮、二阶伺服动量轮及核心控制器。九轴姿态传感器、高精度气压计和核心控制器集成在铝制封装盒中,通过航空插线与动量轮组相连接。本装置通过传感器数据的融合计算,将反馈输出作用于动量控制轮组,动量控制轮组则输出相应的目标转矩,实现对飞行器轴向姿态的稳定控制。本发明专利技术具备快速响应能力,兼具低能耗与低自重构造的优势,增强了飞行器姿态控制的精确性和稳定性。利用电能存储的优势,系统无需配备压力罐,达成轻量化设计,同时提高箭体的紧凑性和姿态控制效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于空天设备,涉及一种基于动量轮组的探空火箭轴向姿态稳定控制装置


技术介绍

1、探空火箭是一种携带实验载荷的飞行器,依靠自身动力装置达到预设的高度或飞行路线。某些高精度实验载荷对火箭的性能有严苛要求,特别是轴向自旋角速度和角加速度等关键指标。

2、常规探空火箭装置在箭体轴向姿态稳定方面多采用舵面控制方式、rcs(反作用控制系统)、矢量推力控制等方式。

3、对于采用舵面控制方式的探空火箭装置,通过转动舵面来实现轴向姿态的控制,但这种控制方式存在机械结构复杂、响应速度较慢、受气动力影响大等问题。

4、对于采用rcs姿态控制系统的探空火箭,通过向目标方向喷射相反气流实现对轴向姿态控制

5、对于采用矢量推力控制的探空火箭装置,通过调整喷口方向来改变推力矢量,用以实现导弹的飞行轴向姿态控制,但这种控制方式也存在明显缺点。当导弹处于失去推力或推力不足的状态时,推力矢量控制就无法发挥作用,也就无法对导弹进行有效的方向控制,同时采用这种方式会有较大能量损耗,调整效果微弱。

6、此外,上述轴向姿态控制方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于动量轮组的探空火箭轴向姿态稳定控制装置,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的探空火箭轴向姿态稳定控制装置,其特征在于:所述一阶伺服动量轮和二阶伺服动量轮的动量轮体与外转子在装置工作时,进行实时加减速调节,以产生动量守恒力矩和陀螺效应,以实现对箭体预设轴向转动速度的控制。

3.根据权利要求1所述的探空火箭轴向姿态稳定控制装置,其特征在于:所述核心控制器采用实时PID控制算法对动量轮进行调控,通过比例、积分和微分的协同工作,针对飞行过程中产生的姿态偏差做出响应,调节一阶和二阶动量轮的旋转速度,进而调整飞行器的角动量,使其姿态回到预设轨迹;

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【技术特征摘要】

1.一种基于动量轮组的探空火箭轴向姿态稳定控制装置,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的探空火箭轴向姿态稳定控制装置,其特征在于:所述一阶伺服动量轮和二阶伺服动量轮的动量轮体与外转子在装置工作时,进行实时加减速调节,以产生动量守恒力矩和陀螺效应,以实现对箭体预设轴向转动速度的控制。

3.根据权利要求1所述的探空火箭轴向姿态稳定控制装置,其特征在于:所述核心控制器采用实时pid控制算法对动量轮进行调控,通过比例、积分和微分的协同工作,针对飞行过程中产生的姿态偏差做出响应,调...

【专利技术属性】
技术研发人员:董翔宇邱开金岳之旭萧世阳
申请(专利权)人:西南大学
类型:发明
国别省市:

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