[發明專利]一種測試轉動部件動靜不平衡量的方法

有效

• 申請號: 201310319876.8
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103424225A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 牟小剛;王新民;袁軍;范煒;郝永波;白旭輝;張勇智;張俊玲;姚寧
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01M1/38
• 分類號: G01M1/38
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術領域

本發明涉及一種測試轉動部件動靜不平衡量的方法，尤其涉及特別是測試帶有撓性轉動部件的航天器動靜不平衡量的方法，屬于測量技術領域。?

背景技術

一般情況下，帶有轉動部件的航天器，當轉動部件的靜動不平衡量較大時，產生的干擾力矩將影響航天器的在軌姿態，導致航天器上的其他有效載荷的工作受到影響，為此需要在地面較為準確的測量轉動部件靜動不平衡量的大小，并通過配重盡量減小不平衡量。為了減小轉動部件的靜動不平衡量，關鍵是對靜動不平衡量的測試，該測試在地面一般采用動平衡機進行。為了提高測試的精度，被測試的設備必須高速旋轉，這與轉動部件發射后在軌的實際工作工況不一致（轉動部件的在軌工作時轉動速度往往不高）。因此，上述方法存在如下不足：上述方法僅適應于剛性較好的被測試部件，對于存在較明顯撓性變形特性的設備，由于變形與轉速的關系較大，測試時的高轉速使得被測試部件產生變形的大小與在軌工作是的狀態不一致，最終導致測試結果反映的是較大轉速下被測試部件的靜動不平衡量，而不能反映被測試部件實際工況下的不平衡量。?

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出了一種測試轉動部件動靜不平衡量的方法，該方法簡單，測試精度高。?

本發明的技術方案是：一種測試轉動部件動靜不平衡量的方法，步驟如下：?

（1）測量氣浮臺X、Y軸轉動慣量的步驟：浮起氣浮臺，對氣浮臺粗調?平衡，將已知質量的砝碼置于氣浮臺上的某一位置，利用砝碼產生的重力矩使氣浮臺產生角加速度，采用陀螺測量氣浮臺的臺體角速度，對陀螺測量的臺體角速度進行曲線擬合得到氣浮臺的臺體角加速度，扣除氣浮臺自身干擾產生的角加速度，根據角動量定理確定出氣浮臺X、Y軸的轉動慣量；?

（2）測量被測試部件轉動部分靜不平衡量的步驟：將被測試部件轉動部分分別置于氣浮臺的x軸和負x軸方向，浮起氣浮臺，對氣浮臺粗調平衡并使被測試部件不轉動，利用被測試部件產生的重力矩使氣浮臺產生角加速度，采用陀螺測量氣浮臺的臺體角速度，對陀螺測量的臺體角速度進行曲線擬合得到氣浮臺的臺體角加速度，根據角動量定理結合步驟（1）確定出的氣浮臺X、Y軸的轉動慣量計算得到被測試部件轉動部分的靜不平衡量；?

（3）測量被測試部件動不平衡產生的干擾力矩的步驟：將被測試部件轉動部分置于氣浮臺上，浮起氣浮臺，對氣浮臺粗調平衡，使被測試部件的轉動部分進行轉動，在轉動條件下采用陀螺測量氣浮臺的臺體姿態角和角速度，利用濾波器對陀螺測量出的氣浮臺臺體姿態角和角速度進行濾波和頻譜分析得到被測試部件動不平衡產生的干擾力矩；?

（4）在被測試部件轉動部分上安裝一定質量的配重，按照步驟（3）的測量過程得到安裝配重后的被測試部件動不平衡產生的干擾力矩，比較安裝配重前后被測試部件動不平衡產生的干擾力矩得到配重產生的干擾力矩相位，標定出干擾力矩數據起始時刻對應的被測試部件轉動相位，從而得到標定后的測試部件動不平衡產生的干擾力矩；?

（5）利用步驟（2）測量得到的被測試部件靜不平衡量、步驟（4）標定出的測試部件動不平衡產生的干擾力矩結合被測試部件在氣浮臺上的安裝位?置計算得到被測試部件轉動部分的偶不平衡量。?

所述利用角動量定理確定出氣浮臺X、Y軸的轉動慣量的方法：

其中J為氣浮臺X軸或Y軸的轉動慣量，m為砝碼質量，g為測試地當地重力加速度，l為砝碼中心與氣浮臺轉動中心的水平距離，為增加砝碼后測量得到的氣浮臺角加速度，為未增加砝碼時測量得到的氣浮臺角加速度，即氣浮臺自身干擾產生的角加速度。?

所述計算被測試部件轉動部分靜不平衡量的方法為：?

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