天琴无拖曳控制研究的关键问题

李洪银; 叶小容; 刘佳恒; 张德轩; 单莹; 高鑫

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.11.2020B129

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天琴无拖曳控制研究的关键问题

特约综述 | 更新时间：2023-11-01

- 天琴无拖曳控制研究的关键问题
- Key issues in the research on drag-free control for TianQin
- 中山大学学报(自然科学版) 2021年60卷第1期页码：213-224
- 作者机构：
  
  1.天琴计划”教育部重点实验室，中山大学天琴中心 & 物理与天文学院，天琴前沿科学中心，国家航天局引力波研究中心，广东珠海 519082
  2.华中科技大学物理学院，湖北武汉 430074
- 作者简介：
  
  李洪银（1983年生），男；研究方向：无拖曳卫星/惯性传感器设计、控制与仿真；E-mail: hongyin1983li@hust.edu.cn
- 基金信息：
  
  广东省基础与应用基础重大项目(2019B030302001);国家自然科学基金重点专项(2020YFC220007)
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.11.2020B129
  中图分类号： V448.21
- 纸质出版日期：2021-01-25，
  
  网络出版日期：2021-01-13，
  
  收稿日期：2020-11-11，
  
  录用日期：2020-12-26
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李洪银,叶小容,刘佳恒等.天琴无拖曳控制研究的关键问题[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(01):213-224.

LI Hongyin,YE Xiaorong,LIU Jiaheng,et al.Key issues in the research on drag-free control for TianQin[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(01):213-224.
李洪银,叶小容,刘佳恒等.天琴无拖曳控制研究的关键问题[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(01):213-224. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.11.2020B129.

LI Hongyin,YE Xiaorong,LIU Jiaheng,et al.Key issues in the research on drag-free control for TianQin[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(01):213-224. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.11.2020B129.

摘要

无拖曳控制技术利用微推进器产生的推力来补偿航天器受到的非保守力使其跟随检验质量运动，是获得超低微重力水平卫星平台的重要途径，是空间基础物理、微重力测量、地球科学和卫星导航等实验研究的关键技术之一。本文阐述了无拖曳控制的发展历程和基本工作原理，对无拖曳控制系统的组成和控制算法进行了讨论，最后简要介绍了天琴引力波探测任务卫星无拖曳控制系统的结构，并针对天琴无拖曳控制系统的研究提出了关键问题以及对未来研究方向的展望。

Abstract

Drag-free control technology is to use the thrust generated by the micro-thruster to compensate the non-conservative force on the spacecraft to make it follow the free falling test mass， which is an important way to obtain the ultra-low microgravity level satellite environment， and is one of the key technologies for experimental research in fundamental space physics， microgravity measurement， earth science and space navigation. This paper describes the development history and basic working principle of drag-free control， discusses the composition and control algorithm of the drag-free control system， and finally briefly introduces the structure of the drag-free control system of the TianQin gravitational wave detection mission， and raises key issues and the prospect of future research direction for the research of the TianQin drag-free control system.

关键词

无拖曳控制控制算法解耦控制工作模式在轨辨识

Keywords

drag-free controlcontrol algorithmdecoupled controlmode of operationin-orbit identification

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