Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｐｉｃｏ－ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｍａｓｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ皮卫星质量特性测量和配重优化汤剑１，谢长雄１，２（１．衢州学院机械工程学院，浙江衢州３２４０００；２．浙江大学机械工程学系，浙江杭州３１００２７）摘要：卫星质量特性主要包括卫星的质量、质心、转动惯量和惯性积等，是影响卫星精确姿控的一个重要因素．皮卫星能源和姿控能力有限，对皮卫星偏心量和转动惯量提出了相关要求．以“皮星一号Ａ”卫星为例，首先采用三支点称重法和三线摆法测量了卫星的原始偏心量和原始转动惯量，然后采用遗传算法对该卫星配重块个数、尺寸及其安装位置进行配重优化．配重后测量发现：“皮星一号Ａ”卫星偏心量小于０．５ｍｍ，皮卫星转动惯量Ｊｙｙ＞Ｊｘｘ＞Ｊｚｚ，配重质量约为０．３４ｋｇ，在满足姿控系统质量特性要求的前提下实现了配重质量轻量化．皮卫星在轨下传的地球照片说明皮卫星姿控成功．关键词：皮卫星；质量特性；配重优化；偏心；转动惯量：Ｖ４１６文献标志码：Ａ：１００６－７５４Ｘ（２０１４）０６－０５６６－０６ＴＡＮＧｊｉａｎ１，ＸＩＥＣｈａｎｇ－ｘｉｏｎｇ１，２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｕｈｏｕ３２４０００，Ｃｈｉｎａ；Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｓｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｎｃｌｕｄｅｍａｓｓ，ｃｅｎｔｒｏｉｄ，ｍｏｍｅｎｔｏｆｉｎｅｒｔｉａ，ｐｒｏｄｕｃｔｏｆｉｎｅｒ－ｔｉａ，ｅｔｃ．Ｉｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙｆａｃｔｏｒｆｏｒｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｔｏａｃｈｉｅｖｅａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｅｌｙ．Ｔｈｅｐｉｃｏ－ｓａｔｅｌｌｉｔｅｈａｓｌｉｍｉｔｅｄａｂｉｌｉｔｙｏｆｅｎｅｒｇｙａｎｄａｔｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌｗｈｉｃｈｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｒｅｌｅｖａｎｔｒｅ－ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｎｉｔｓｍａｓｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｒｅｅｐｉｖｏｔｗｅｉｇｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｒｉｆｉｌａｒｔｏｒｓｉｏｎａｌｐｅｎｄｕｌｕｍｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｉｎｉｔｉａｌａｍｏｕｎｔｏｆｃｅｎｔｒｏｉｄａｌｄｅｖｉａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｍｏ－ｍｅｎｔｏｆｉｎｅｒｔｉａ．Ｔｈｅｎ，ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔｓｏｆｔｈｅｐｉ－ｃｏ－ｓａｔｅｌｌｉｔｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｍａｓｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｐｉｃｏ－ｓａｔｅｌｌｉｔｅａｆｔｅｒｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔａｌｌｒｅｌｅｖａｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓａｔｉｓｆｉｅｄ．Ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｃｅｎｔｒｏｉｄａｌｄｅｖｉａｔｉｏｎｗａｓｌｅｓｓ皮卫星是基于ＭＥＭＳ技术的一种全新概念的公斤级卫星，它具有研发周期短、制造发射成本低、功能针对性强、载荷接口灵活等常规卫星无法比拟的优点．“皮星一号Ａ”卫星是边长为１５０ｍｍ的立方星，质量约为３．５ｋｇ，其能源（整星功率为３．５Ｗ）和姿控能力有限．质量特性是影响卫星精确姿控的一个重要因素，质量特性参数主要包括物体的质量、质心、转动惯量和惯性积等［１］，当卫星质量特性达不收稿日期：２０１４－０５－１３．本刊网址·在线期刊：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｏｕｒｎａｌｓ．ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ／ｇｃｓｊｘｂ基金项目：中国博士后科学基金资助项目（２００８０４３１３０６）；中国博士后科学基金特别资助项目（２００８１４５８）作者简介：汤剑（１９７０—），男，浙江江山人，讲师，硕士，从事机械设计与制造及优化研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｔ７０ｊｉａｎ＠ｑｑ．ｃｏｍ．通信联系人：谢长雄（１９７８—），讲师，博士，从事航天器结构优化设计研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉｅ...