[發(fā)明專利]一種太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)微振動(dòng)測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310446691.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN103674224A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鳳晶;夏明一;李果;程偉;楊文濤;陳江攀;王成倫;趙煜;王光遠(yuǎn);沈中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部;北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H11/08
• 分類號(hào): G01H11/08
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微振動(dòng)測(cè)試方法，尤其涉及一種不同重力環(huán)境太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)微振動(dòng)測(cè)試方法，屬于振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，可用于太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)模擬在軌振動(dòng)特性動(dòng)態(tài)測(cè)量。

背景技術(shù)

影響衛(wèi)星抖動(dòng)和姿態(tài)穩(wěn)定度的主要因素包括環(huán)境外力干擾、姿態(tài)機(jī)動(dòng)、星上活動(dòng)部件的擾動(dòng)力矩等。衛(wèi)星成像器件和星上活動(dòng)部件引起的抖動(dòng)時(shí)始終存在的，對(duì)成像質(zhì)量的影響較大，因此有必要通過(guò)相應(yīng)的控制手段加以抑制或隔離。星上活動(dòng)部件主要指衛(wèi)星太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1所示，在衛(wèi)星太陽(yáng)翼3遠(yuǎn)離衛(wèi)星本體結(jié)構(gòu)1的末端安裝一個(gè)轉(zhuǎn)軸，然后在轉(zhuǎn)軸上安裝滾珠軸承，轉(zhuǎn)軸與滾珠軸承配合實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星太陽(yáng)翼3以太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（SADA）2為軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。為了研究在SADA（太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)）等旋轉(zhuǎn)部件激勵(lì)下衛(wèi)星結(jié)構(gòu)抖動(dòng)和撓性振動(dòng)傳播特性，以及對(duì)有效載荷指向的影響，需要對(duì)衛(wèi)星太陽(yáng)翼的擾動(dòng)特性（不同邊界條件下的擾動(dòng)頻譜特性）進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，為展開抖動(dòng)抑制方案研究奠定基礎(chǔ)。當(dāng)前，模擬太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在軌環(huán)境并直接測(cè)量仍不失為一種可行和有效的方案。目前，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)有關(guān)此類太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)微振動(dòng)測(cè)試方法的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)微振動(dòng)測(cè)試方法，保證了被測(cè)試件的安全性，大大提高了測(cè)試精度。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)微振動(dòng)測(cè)試方法，步驟如下：

（1）建立微振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，該微振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)包括支架、氣浮臺(tái)、扭矩傳感器、直線軸承、法蘭、微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及模擬負(fù)載，氣浮臺(tái)通過(guò)螺栓固定在支架上，氣浮臺(tái)的轉(zhuǎn)軸同扭矩傳感器固連，扭矩傳感器通過(guò)直線軸承與法蘭固連并使三者的軸線成一條直線，微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)設(shè)置在支架內(nèi)并通過(guò)框架與支架連接在一起，微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)中布置有四個(gè)沿水平方向安裝的壓電傳感器和四個(gè)沿豎直方向安裝的壓電傳感器，輔助系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)及輸送管組成，空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓氣體通過(guò)輸送管輸送到氣浮臺(tái)中用于氣浮臺(tái)進(jìn)行重力卸載；模擬負(fù)載與氣浮臺(tái)固連且保證同心，用來(lái)測(cè)試負(fù)載對(duì)太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（6）微振動(dòng)特性的影響；

（2）對(duì)微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)進(jìn)行標(biāo)定；標(biāo)定方法為：首先將標(biāo)定盤固定安裝在微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)上，采用標(biāo)準(zhǔn)力錘敲擊標(biāo)定盤上的16個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，每次敲擊時(shí)，數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)分別采集六分量測(cè)試臺(tái)的八個(gè)傳感器的頻響函數(shù)，利用模態(tài)理論和廣義逆算法求出標(biāo)定矩陣，得到八個(gè)傳感器的輸出電壓與力錘輸入力之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)的標(biāo)定系數(shù)。

（3）將太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的下端安裝在標(biāo)定后的微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)上并使太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)保持形心重合，法蘭將太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上端進(jìn)行固定，模擬負(fù)載安裝在氣浮臺(tái)的上部；

（4）由輔助系統(tǒng)向氣浮臺(tái)充氣，使氣浮臺(tái)開始工作，將模擬負(fù)載的重力進(jìn)行卸載；

（5）測(cè)試開始，控制太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生微小擾動(dòng)和轉(zhuǎn)軸擾動(dòng)，微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)上安裝的八個(gè)壓電傳感器對(duì)微小擾動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，扭矩傳感器和光柵角位移傳感器對(duì)轉(zhuǎn)軸擾動(dòng)進(jìn)行測(cè)量；

（6）數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)對(duì)壓電傳感器測(cè)量的微小擾動(dòng)信號(hào)、扭矩傳感器測(cè)量的扭矩信號(hào)和光柵角位移傳感器測(cè)量的角位移信號(hào)進(jìn)行采集處理，得到太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的微振動(dòng)特性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明采用氣浮臺(tái)作為氣壓支撐，克服了地面重力對(duì)太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的影響，測(cè)試時(shí)測(cè)量裝置和被測(cè)量試件分離，不需要在被測(cè)試件上安裝附加設(shè)備和傳感器，不影響被測(cè)試件的動(dòng)態(tài)特性，不損傷被測(cè)試件結(jié)構(gòu)，保證了被測(cè)試件的安全性。

（2）本發(fā)明通過(guò)八個(gè)普通壓電傳感器的合理布置，從而使得六個(gè)自由度的微擾動(dòng)信號(hào)可以利用現(xiàn)有的單向壓電力傳感器來(lái)測(cè)量，克服了缺少高精度三向傳感器的問(wèn)題，使得測(cè)量精度大大提高。

（3）本發(fā)明的擾動(dòng)源可以置于測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部或外部，提高了測(cè)量系統(tǒng)的適應(yīng)性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的測(cè)試流程圖；

圖2為測(cè)試系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明微振動(dòng)六分量測(cè)試臺(tái)的標(biāo)定原理圖。

具體實(shí)施方式