随着我国航天技术的发展,遥感卫星的分辨率从过去的几十米发展到现在的亚米级,极大地提高了获取的地球图像信息的质量。通常情况下相机和卫星本体之间通过轴承连接,但传统轴承存在间隙,在卫星机动和稳定状态下,相机都会发生抖动,从而影响相机的成像质量。本文采用磁悬浮轴承连接相机和卫星本体,磁悬浮轴承利用磁场力将相机轴悬浮在空间,具有无接触、轴承刚度和阻尼可调等特点,能够有效减小相机的抖动,进而提高相机的成像质量,这对于提高遥感卫星的分辨率具有重要的工程意义。进行磁悬浮轴承的建模和仿真。利用场能理论推导出电磁铁中电磁力的计算公式,并结合轴向轴承和径向轴承的具体情况,建立各个自由度上的磁悬浮力数学模型;建立磁悬浮轴承的控制系统,对转子的悬浮特性进行仿真分析,结果表明,转子可以快速地稳定于平衡位置。利用已得到的磁悬浮力模型进一步建立含磁悬浮轴承的柔性卫星动力学模型。分析卫星的结构特点,其中磁悬浮轴承可以考虑为含间隙的空间铰链,其约束力为磁悬浮力,利用变分原理建立完备的卫星动力学方程组,并将其组装成矩阵形式,即卫星的动力学模型。该模型在建立过程中未作任何简化,能够完整、准确地描述整星动力学特征,并且建模过程具有一定的通用性,适用于任意树状多体动力学系统建模。建立卫星的动力学仿真模型并分析卫星的姿态动力学特性。分别利用Matlab/Simulink编制动力学仿真程序和利用ADAMS建立虚拟样机模型,对两者在不同工况下仿真,其仿真结果一致,从而证明所建立的动力学模型的正确性。利用建立的动力学仿真模型对卫星的姿态动力学特性进行仿真分析,主要包括卫星的平动和转动之间的耦合分析、卫星各姿态通道之间的耦合分析、扰动对于卫星姿态的影响分析以及采用不同相机连接方案对于卫星姿态影响的对比分析,这些分析结果可以给卫星姿态控制系统的设计提供指导。对相机的姿态响应进行仿真分析。在卫星机动和卫星稳定两种工况下,对含磁悬浮轴承的卫星和含机械轴承的卫星进行仿真,仿真结果表明磁悬浮轴承可以很好地隔离振动和减弱扰动,从而减小相机的姿态抖动。