[發明專利]基于航天器的動力學特性試驗的模型構建方法

在審

• 申請號: 201710172568.5
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107066701A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 左祥昌;彭慧蓮;馮穎川;常洪振;韋冰峰;肖健;王喆;陶軍
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種航天器的動力學模型構建方法，其特征在于，包括：

根據目標航天器的各部段連接面將所述目標航天器分解成多個部段子結構，分別構建上面級各部段子結構的動力學模型；

分別獲取所述多個部段子結構在固支狀態下的模態參數，根據獲取的所述模態參數分別對各所述部段子結構的動力學模型進行初步修正；

根據航天器各子結構間的連接方式，利用初步修正后的各所述部段子結構的動力學模型進行部段組裝，確定所述航天器的組合體初步模型；

根據所述目標航天器的組合體的尺寸、接口確定與其相匹配的工裝，在安裝實施固支邊界工裝后，進行所述目標航天器整體結構固定邊界動態特性試驗，以獲取結構模態參數；

根據獲取的結構模態參數對所述目標航天器的組合體初步模型進行精細化修正，以獲取最終的航天器動力學模型。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述部段子結構包括各貯箱、衛星、支架以及發動機。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別對各所述部段子結構的動力學模型進行初步修正，包括：

設定第一目標函數為頻率偏差小于α％，且設定第一可調整變量參數包括質心高度和壁板厚度。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取結構模態參數，包括：

提取辨識出主要模態參數和次要模態參數。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據獲取的結構模態參數對所述目標航天器的組合體初步模型進行精細化修正，包括：

設定第二目標函數為主要頻率偏差小于β％，其中，β＜α，且設定振型MAC匹配>γ％。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述目標航天器的組合體的尺寸、接口確定與其相匹配的工裝，包括：

根據有限元仿真方法確定所述工裝的約束數目和擰緊力矩。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述進行所述目標航天器整體結構固定邊界動態特性試驗之前，所述方法還包括：

采用預設的頻率驗證方法提高邊界頻率，以滿足預設頻率范圍要求。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用預設的頻率驗證方法提高邊界頻率，包括：

采用脈沖激勵法獲取邊界頻率響應，以驗證所述邊界頻率是否高于試驗頻率五倍的要求，并采用增加約束剛度、約束數量、約束方式和消除間隙的方式來提高邊界頻率。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述采用脈沖激勵法獲取邊界頻率響應的公式為：

H(ω)=Gxf(ω)Gff(ω)---(1)]]>

其中，G_ff(ω)是通過激勵的自譜，G_xf(ω)是激勵與響應的互譜。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據獲取的結構模態參數對所述目標航天器的組合體初步模型進行精細化修正，以獲取最終的航天器動力學模型，包括：

根據所述結構模態參數對所述組合體初步模型的模態頻率、阻尼和振型的靈敏度進行分析，以獲取變量靈敏度矩陣；

根據所述變量靈敏度矩陣確定待調整結構的部位和參數。