[發(fā)明專利]一種航天器地面測試與在軌微振動力學(xué)環(huán)境映射方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510219792.6 | 申請日： | 2015-04-30 |
| 公開（公告）號： | CN104833466B | 公開（公告）日： | 2017-05-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李道春;羅文波;向錦武;趙仕偉;吳瓊 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京航空航天大學(xué) |
| 主分類號： | G01M7/02 | 分類號： | G01M7/02 |
| 代理公司： | 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所11121 | 代理人： | 姜榮麗 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 航天器 地面 測試 振動 力學(xué) 環(huán)境 映射 方法 | ||
1.一種航天器地面測試與在軌微振動力學(xué)環(huán)境映射方法，其特征在于：
第一步，建立模擬地面微振動測試力學(xué)環(huán)境的地面測試航天器有限元模型以及在軌航天器有限元模型；
第二步，通過對地面測試航天器有限元模型和在軌航天器有限元模型分別進行模態(tài)分析，提取頻率、振型數(shù)據(jù)，分別建立地面測試模態(tài)坐標(biāo)減縮模型和在軌模態(tài)坐標(biāo)減縮模型，并確定地面測試航天器有限元模型和在軌航天器有限元模型的頻率、振型的一一對應(yīng)關(guān)系；
第三步，根據(jù)地面測試模態(tài)坐標(biāo)減縮模型和地面測試航天器有限元模型的響應(yīng)對比，確定地面測試模態(tài)坐標(biāo)減縮模型的正確性；根據(jù)在軌模態(tài)坐標(biāo)減縮模型和在軌航天器有限元模型的響應(yīng)對比，確定在軌模態(tài)坐標(biāo)減縮模型的正確性；
第四步，通過BP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)考慮重力、懸掛約束、空氣力學(xué)環(huán)境因素的從地面測試狀態(tài)的頻率、振型到在軌狀態(tài)的頻率和振型之間的映射，得到在軌航天器有限元模型的頻率、振型；
第五步，根據(jù)映射得到的在軌航天器有限元模型的頻率、振型，進行在軌航天器有限元模型的動力學(xué)響應(yīng)分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器地面測試與在軌微振動力學(xué)環(huán)境映射方法，其特征在于：所述的地面測試航天器有限元模型和在軌航天器有限元模型建立完成后進行參數(shù)型模型修正；所述的地面測試航天器有限元模型在在軌航天器有限元模型基礎(chǔ)上，采用梁單元模擬建立吊繩，重力的影響通過增加預(yù)應(yīng)力來模擬，空氣的影響通過增加附加質(zhì)量來模擬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器地面測試與在軌微振動力學(xué)環(huán)境映射方法，其特征在于：所述的第三步中響應(yīng)對比，如果時域響應(yīng)分析誤差低于20％，則表明所述的地面測試模態(tài)坐標(biāo)減縮模型或在軌模態(tài)坐標(biāo)減縮模型是正確的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航天器地面測試與在軌微振動力學(xué)環(huán)境映射方法，其特征在于：第四步中所述的映射，分解成為三級映射建立，具體實現(xiàn)步驟如下：
a)運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立考慮空氣影響的從地面測試到無空氣狀態(tài)固有頻率和振型的映射關(guān)系；不考慮重力、約束的變化，僅考慮空氣的影響，計算得到不同空氣密度情況下的頻率、振型數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立映射關(guān)系，通過此映射關(guān)系得到在軌狀態(tài)下數(shù)據(jù)；所述的在軌狀態(tài)是指無空氣，即空氣密度為0的狀態(tài)；
b)運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立考慮重力影響的從地面測試到在軌狀態(tài)固有頻率和振型的映射關(guān)系；在考慮了空氣的基礎(chǔ)上，考慮重力的影響，計算得到不同重力加速度情況下的頻率、振型，根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立映射關(guān)系，通過此映射關(guān)系得到在軌狀態(tài)下數(shù)據(jù)，所述的在軌狀態(tài)是指重力為0g；
c)運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立考慮懸掛約束影響的從地面測試到在軌狀態(tài)固有頻率和振型的映射關(guān)系；在考慮了空氣、重力的基礎(chǔ)上，考慮懸掛約束的影響，計算得到不同吊繩截面積情況下的頻率、振型數(shù)據(jù)；根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立映射關(guān)系，由此映射關(guān)系得到在軌狀態(tài)下數(shù)據(jù)，所述的在軌狀態(tài)是指無約束，等效于吊繩截面積為0mm2的狀態(tài)。
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