刘延芳，刘兴富，齐乃明，张　刘

(1. 哈尔滨工业大学 航天学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2. 上海微小卫星工程中心，上海 201210；3. 吉林大学 仪器科学与电器工程学院，吉林 长春 130061)



主动补偿式超低干扰力矩气浮转台的设计

刘延芳1*，刘兴富2，齐乃明1，张刘3

(1. 哈尔滨工业大学 航天学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2. 上海微小卫星工程中心，上海 201210；3. 吉林大学 仪器科学与电器工程学院，吉林 长春 130061)

由于微纳卫星反作用飞轮的输出力矩与气浮转台的干扰力矩属于同一量级，故无法直接采用气浮转台实现微纳卫星姿态动力学仿真及姿控系统的地面试验验证。为了解决这一问题，设计并研制了主动补偿式超低干扰力矩气浮转台。对气浮转台的干扰力矩进行分析，提出了3种减小干扰力矩的方法： 通过优化设计，降低了黏滞阻尼力矩； 通过配置斜向节流孔，并单独供气，产生大小可调的主动涡流以抵消气浮轴承的固有涡流，从而降低涡流力矩； 利用气浮轴承的摆动特性实现高精度平衡调节，减弱了重力诱导力矩。最后，设计了微小力矩测量装置，测量了剩余干扰力矩并基于测试结果来指导涡流力矩和重力诱导力矩补偿过程。测试结果显示：气浮转台实现的干扰力矩小于5×10-5Nm，小于反作用飞轮的最小输出1×10-4Nm，满足微纳卫星姿态动力学及控制的地面验证需求。

微纳卫星；气浮转台；干扰力矩；主动补偿

1　引　言

转台可实现单个或多个自由度的姿态运动，被广泛应用于航天器惯导等敏感器标定和姿态运动仿真等领域[1-2]。……