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球舱方位通道动力学建模及参数辨识

李一健 周江华 张晓军

李一健,周江华,张晓军. 球舱方位通道动力学建模及参数辨识[J]. 北京航空航天大学学报,2024,50(6):2001-2008 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0547
引用本文: 李一健,周江华,张晓军. 球舱方位通道动力学建模及参数辨识[J]. 北京航空航天大学学报,2024,50(6):2001-2008 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0547
LI Y J,ZHOU J H,ZHANG X J. Dynamic modeling and parameter identification of balloon-borne gondola azimuth channel[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2024,50(6):2001-2008 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0547
Citation: LI Y J,ZHOU J H,ZHANG X J. Dynamic modeling and parameter identification of balloon-borne gondola azimuth channel[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2024,50(6):2001-2008 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0547

球舱方位通道动力学建模及参数辨识

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0547
基金项目: 国家自然科学基金(61733017);中科院重大工程项目(E2K62002);中国科学院战略性先导专项(KJSP2020020201)
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:zhoufma@aoe.ac.cn

  • 中图分类号: V212

Dynamic modeling and parameter identification of balloon-borne gondola azimuth channel

Funds: National Natural Science Foundation of China (61733017); Major Engineering Projects of Chinese Academy of Sciences (E2K62002); Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (KJSP2020020201)
More Information
  • 摘要:

    用于天文观测的高空气球姿态控制系统是一种软联结控制系统,其控制稳定性与气球吊舱的运动特性有重要关系。使用拉格朗日方程对球舱方位通道的运动学特性进行建模,并使用基于最小递推二乘的算法对球舱方位通道模型中的扭转刚度和阻尼系数进行离线辨识。与传统的稳定性分析方法相比,所提方法进一步揭示了系统控制稳定性与系统的关系和球舱方位控制运动特性,为高空气球吊舱姿控系统的设计及优化提供了重要参考。

     

  • 图 1  气球升空外形变化

    Figure 1.  Change of balloon lift-off shape

    图 2  吊绳载重下的扭曲常数

    Figure 2.  Torsion constant of lifting rope under load

    图 3  气球吊绳扭转示意图

    Figure 3.  Schematic diagram of balloon sling twisting

    图 4  扭摆实验数据

    Figure 4.  Torsion pendulum experiment data

    图 5  原始数据曲线和拟合曲线

    Figure 5.  Original data curve and fitting curve

    图 6  辨识方差变化曲线

    Figure 6.  Variance variation curve of identification

    图 7  6次实验结果曲线

    Figure 7.  Curve of six experiment results

    表  1  组合惯导主要精度指标

    Table  1.   Main accuracy indexes of integrated inertial navigation

    航向/(°) 姿态/(°) 数据更新/Hz
    0.1(1σ 0.05(1σ 1
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-29
  • 录用日期:  2022-09-25
  • 网络出版日期:  2022-11-08
  • 整期出版日期:  2024-06-27

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