基于视觉测量技术的控制力矩陀螺框架伺服系统标定研究

汪李娜; 崔希民; 范生宏; 王强; 郑慧

doi:10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2020.01.015

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基于视觉测量技术的控制力矩陀螺框架伺服系统标定研究

光学测量 | 更新时间：2025-09-01

- 基于视觉测量技术的控制力矩陀螺框架伺服系统标定研究
- Research on calibration of control moment gyroscopic frame servo system based on digital photogrammetry
- 光学技术 2020年46卷第1期页码：89-95
- 作者机构：
  
  1. 1:中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院
  2. 2:北京普达迪泰科技有限公司
  3. 3:天津师范大学地理与环境科学学院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2020.01.015
  中图分类号：
- 纸质出版：2020
- 稿件说明：
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汪李娜, 崔希民, 范生宏, 等. 基于视觉测量技术的控制力矩陀螺框架伺服系统标定研究[J]. 光学技术, 2020,46(1):89-95.

Research on calibration of control moment gyroscopic frame servo system based on digital photogrammetry[J]. 2020, 46(1): 89-95.
汪李娜, 崔希民, 范生宏, 等. 基于视觉测量技术的控制力矩陀螺框架伺服系统标定研究[J]. 光学技术, 2020,46(1):89-95. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2020.01.015.

Research on calibration of control moment gyroscopic frame servo system based on digital photogrammetry[J]. 2020, 46(1): 89-95. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2020.01.015.

摘要

控制力矩陀螺作为航天器姿态控制的一个重要部分

对其输出力矩的速度及精度要求越来越高。目前

对于高精度的框架控制性能进行标定和验证

大都是依靠控制力矩陀螺自身角度位置传感器进行评价

精度存在一定的误差。针对这种情况

设计了一种独立于控制力矩陀螺的视觉测量标定方式。在力矩陀螺上安装6个测量靶标

靶标在相机成像平面上呈现出由离散点组成的圆弧

对标志点中心进行定位

获得高精度像元提取精度

进一步处理得到二维像点坐标

拟合出圆心和半径;根据相片上像点位置及时间信息

计算得出控制力矩陀螺在不同时刻的角速度。采用快速傅里叶变换对角度信息进行处理

得到频率和相应的幅值

根据幅值计算框架绝对稳定度及相对稳定度

最后对框架角速度控制精度和角速度稳定度进行分析。试验表明

角速度绝对稳定度不低于0.02

相对稳定度不低于0.7%

且随着角度的增大稳定度逐渐提高;角位置测量精度经过实验验证可以达到1″

满足控制力矩陀螺高精度标定要求。

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