空间惯性传感器检验质量动力学与控制研究进展
收稿日期: 2025-01-08
修回日期: 2025-02-10
录用日期: 2025-03-18
网络出版日期: 2025-04-22
基金资助
国家重点研发计划(2020YFC2200800);国家重点研发计划(2021YFC2202600);国家重点研发计划(2022YFC2204800)
Research progress in test mass dynamics and control of space inertial sensor
Received date: 2025-01-08
Revised date: 2025-02-10
Accepted date: 2025-03-18
Online published: 2025-04-22
Supported by
National Key R&D Program of China(2020YFC2200800)
以空间引力波探测任务为背景，综述了无拖曳航天器内部用于提供精确惯性参考基准的空间惯性传感器在动力学建模、控制策略确定及控制器设计方面的前沿研究进展。首先介绍了空间惯性传感器在空间引力波探测任务中的作用与结构配置，提供了解析的传感器电压驱动过程，并介绍了对应的传感器工作模式。然后，在2种引力波探测任务对应的无拖曳航天器构型下，描述了惯性传感器内部多检验质量的动力学模型建立过程。最后，针对探测任务需求，综述了惯性传感器静电悬浮控制的相应问题和方法，描述了针对空间惯性传感器静电悬浮控制问题研究的必要性和紧迫性，并对该控制技术的前沿研究问题进行了总结与展望。
关键词： 空间惯性传感器; 航天器动力学; 检验质量静电悬浮控制; 空间引力波探测; 无拖曳航天器
吴树范 , 孙笑云 , 张倩云 , 沈强 , 向煜 . 空间惯性传感器检验质量动力学与控制研究进展[J]. 航空学报, 2025 , 46(17) : 331781 -331781 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2025.31781
Again the backdrop of space gravitational wave detection missions， this paper reviews the cutting-edge research progress in the dynamics modeling， control strategy determination， and controller design of space inertial sensors used to provide precise inertial reference benchmarks， The paper first introduces the role and structural configuration of space inertial sensors in space gravitational wave detection missions， provides an analytical description of the sensor voltage driving process， and introduces the corresponding sensor operating modes. Then， under the configurations of two types of gravity wave detection missions corresponding to the drag-free spacecraft， the process of establishing the dynamics model of multiple test masses within the inertial sensor is described. Subsequently， in response to the requirements of the detection mission， this paper reviews the relevant issues and methods of electrostatic suspension control for inertial sensors， describes the necessity and urgency of studying the electrostatic suspension control issues for space inertial sensors， and summarizes and prospects the frontier research issues of this control technology.
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