尽管固体火箭推进器应用于微纳卫星平台拥有诸多优点,但此类小型固体火箭推进器推力矢量难以测量.对此,提出一种利用惯性传感器量测值映射推力矢量大小的方法,开展地面动态飞行实验.首先,基于牛顿欧拉法和变质量系统理论建立地面实验系统的动力学模型,分析卫星的动力学与运动学特性;然后,构建惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的量测方程,结合系统动力学中推力矢量与惯性传感器量测值间的映射关系,推导推力矢量测量模型;最后,通过仿真分析影响推力矢量测量精度的误差来源,并对惯性传感器的安装构型进行优化设计.通过数值仿真实验,在优化设计后,该测量方法可保证主推力和侧向推力测量精度均优于0.3％.
微纳卫星 固体火箭推进器 变质量 动力学模型 推力测量