文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
太阳敏感器设计实现
姓名:王俊
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:郑阳明;王昊
2013-03-09
摘要太阳敏感器作为卫星姿态确定与控制系统中最为重要的敏感器已经得到十分广泛的应用,也发展出了各种类型的太阳敏感器以满足不同的应用需求。但随着近十年来以皮卫星为代表的微小卫星的快速发展,原有的太阳敏感器难以满足皮卫星对体积、功耗等的苛刻要求,因而开发新一代微型化的太阳敏感器变得十本研究即以皮卫星的实际特点为基础,对原有的数字式和模拟式太阳敏感器进行优化和改进,设计出具有小体积、低功耗、大视场角、高精度等特点的太阳敏感器,使其能够充分满足新型皮卫星的应用要求。通常而言普通模拟太阳敏感器的精度不高,抗干扰能力较弱。本文在现有的研究基础之上,全面而详细的分析了四象限差动式模拟太阳敏感器各项参数的意义及联系,在实际设计中使其能够达到最佳平衡点。同时对敏感器的各项误差进行了定量的分析,提出了误差的补偿公式,并改进了敏感器的电路结构,使其具有了更高的测量精度,并提升了体积、功耗等性能指标。原有的基于金景环形镜头的数字太阳敏感器具有环形全景的视场角,但其中心锥形区域却是盲区,因而其实际视场角为!疚囊匀ň坝阊劬低诽换原有的全景环形镜头,使其达到真正的全景视场角×,为了同时能够获得更高的精度,本文从光学成像系统和质心算法两部分入手,努力提高敏感器的成像质量和算法精度,使敏感器达到了具有大视场角、高精度等特点。本文研究的敏感器实现了低功耗、小体积等特点,特别的在敏感器的测量精度和视场角上实现了较大提升,为下一代皮卫星姿态确定系统的设计提供了重要关键词:模拟太阳敏感器;四象限;鱼眼镜头;数字太阳敏感器;低功耗;小体分重要。的保证。积浙江大学硕士学位论文Ⅱ
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致谢刚踏入实验室时的兴奋与激动还历历在目,转眼间即将毕业了,两年半的研究生生活虽是最短暂的学上还是日常生活中,都成长了很多,得到了许多老师、同学的帮助,在这里对大家表示衷心的感谢。感谢导师郑阳明老师和金仲和老师。虽然他们平时工作十分繁忙,但在实验科研上却始终给予我各种指导,特别是在毕业设计过程中每当碰到难题和困难时,金老师总是能够提出各种解决方法并不断给我信心和鼓励,使我有信心和动力去克服各种困难。金老师和郑老师严谨的态度、敏锐的洞察力、独到的见解使我受感谢王昊老师,王昊老师为人热诚、平易近人,不论在科研学习上还是生活上都给予了我很大的帮助,、蒙涛老师、马慧莲老师、康晓黎老师、丁纯老师在实验室的工作学习上给予的帮助指导。感谢姿控组向甜师姐、蔡波师兄、沈国权师兄、朱小丰师兄、王志远硕士、郭振东硕士、丁泽伟硕士、王萌萌硕士、邓盛超博士、杜超禹博士。感谢同届的应鹏硕士、袁铁山硕士、陈江渝硕士、陈浩硕士硕士、郭学卫硕士、朱忠义硕士、王文怡硕士、陈振硕士、娄延年博士、马铭骏搏士、汪宏浩博感谢杨牧师兄、陈字睿师兄、丁立聪师兄、徐兆斌师兄、杨伟君师兄、罗明玲硕士、李建宇硕士、苏星硕士。感谢何湘鄂工程师、罗丹霞工程师、郭媛媛工程师、徐峥轩工程师、李剑丽工程师、顾安妮工程师、马文涛工程师在实验过程中的帮助。王俊益匪浅。士。.”。
②一》⑦一④与日俱增,但发展过程也并非一帆风顺,图猯给出了渊热说餮械髀课题背景课题研究的目的及意义皮卫星通常是指质量在鹱笥业奈⑿臀佬恰R云溲兄浦芷诙獭⒊杀镜汀⒘活性强,越来越受到各航天研究机构的重视。特别是随着微机电系统、微电子技术以及精密制造技术的发展,皮卫星也得到了迅速发展,尤其是欧美等发达国家进入二十一世纪后以大学和科研机构为依托,进行了一系列的研究,截止目前全世界发射的皮、纳卫星已达数百颗。年拢憬笱⑿∥佬茄芯恐行某晒Ψ⑸淞恕皕蔽佬牵志了我国首颗公斤级皮卫星的研制成功。同时,也验证了以自主设计的太阳敏感器为主的卫星姿态确定与控制系统的正常工作,为进一步改进和研究太阳敏感器性能提供了基础。经过短短十几年的发展,皮卫星的结构、功能变的越来越复杂,科研投入也出的皮、纳卫星成功概率【¨。图皮、纳卫星成功概率绪论蚋酋喇翱睇群錛甜曩嘶囊哦
太阳敏感器分毙及研究现状世獭ぁ鱫由图可知,皮卫星的发射成功率只有%左右,而能够完成全部预定任务的仅占发射总数的%,这说明了皮卫星的研究还处于试验阶段,尤其是对皮卫星的敏感器以及有效载荷的研究。姿态确定与控制系统是皮卫星最重要的一个分系统,它与卫星所能实现的功能密切相关,可以说姿控系统的精度与可靠性决定了卫