摘要：针对航天器地面微重力方法中无法抑制惯性力影响的问题,设计了一种零刚度机构主动补偿系统。建立了系统冗余驱动的动力学模型,提出了一种自适应的力/位混合控制方法,研究了未加干扰、系统干扰以及不同控制方法对比下控制器的性能。仿真结果表明:力/位混合控制方法可以平稳度过危险时段,并将重力补偿误差控制在1.5%以内,使系统具有很高的重力补偿精度。

摘要：在微低重力环境模拟中,为降低涡流干扰力矩,设计了基于多孔青铜节流器的气浮转台系统。首先,在止推轴承选型中,对局部多孔质节流器和全多孔质节流器进行了对比分析,发现在气膜厚度20μm条件下,全多孔质节流器承载能力比局部多孔质节流器高40%,因此设计选择全多孔节流器形式;然后,分析了在不同供气压力、不同材料渗透率下,气浮转台止推轴承及径向轴承的承载能力和刚度特性,发现选择较小的材料渗透率能够获得更高的气膜刚度,为气浮转台的结构设计提供了依据。最终研制的气浮转台采用开式止推轴承形式,节流器使用自研的多孔青铜材料,通过精密加工技术,使得加工前后的渗透率保持近似不变。试制成功的气浮转台回转精度小于0.8μm,150 kg负载下,未出现气锤自激振动现象。气浮转台系统的最大干扰力矩为9×10^(-4) m。该气浮转台系统不仅可用于微低重力试验,还可应用于超精密加工等领域。

摘要：航天器微低重力仿真试验是模拟验证太空环境下航天器性能最有效、最经济的方法。由于空间站由多个舱段在轨组装而成,其自身的质量和惯量较大,对微低重力仿真系统的构建带来新的挑战。文中提出一种以大型超平支撑平台为基础、多体式气浮平台为刚性运动基,跨度达20 m的大惯量、低摩擦微低重力试验系统。通过对试验系统的原理介绍、关键指标分析,确定试验系统各部分的设计依据。同时对单轴气浮平台、3自由度气浮平台、桁架结构、地基等进行设计和分析,实物验证此微低重力仿真试验系统满足空间站控制系统验证需求。