[發(fā)明專利]一種大慣量轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)不平衡特性在軌估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811522693.5
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109632185B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭瑞;張子龍;李英波;聶章海;魯啟東;劉斌;譚曉宇;陸丹萍;吳偉清
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號: G01M1/10
• 分類號: G01M1/10;B64G1/28
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;徐雯瓊

1.一種大慣量轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)不平衡特性在軌估計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟：

根據(jù)陀螺測量信息，計(jì)算出衛(wèi)星剛體力矩

其中，I是衛(wèi)星相對全星質(zhì)心慣量陣；ω是衛(wèi)星中心體的角速度列陣；h_w是動(dòng)量輪角動(dòng)量；

由太陽陣撓性振動(dòng)方程，解微分方程從而計(jì)算出模態(tài)坐標(biāo)q(t)及其二階導(dǎo)數(shù)，然后計(jì)算出太陽電池陣撓性力矩B_rotb為本體坐標(biāo)系下太陽陣振動(dòng)對全星轉(zhuǎn)動(dòng)的柔性耦合系數(shù)陣；

得出衛(wèi)星受到的干擾力矩M＝M_rigid+M_flexi；

根據(jù)衛(wèi)星干擾力矩?cái)M合出轉(zhuǎn)動(dòng)部件的動(dòng)不平衡幅值和相位：

其中，ω_s為轉(zhuǎn)動(dòng)部件角速度，ω_st為當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，β為轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)不平衡相位，I₂為動(dòng)不平衡度量。

2.如權(quán)利要求1所述大慣量轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)不平衡特性在軌估計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)衛(wèi)星三軸姿態(tài)角速度遙測，擬合出三軸慣性角速度正弦函數(shù)表達(dá)式，計(jì)算出衛(wèi)星三軸慣性角加速度，進(jìn)而計(jì)算出衛(wèi)星剛體力矩；

其中，三軸慣性角速度正弦函數(shù)表達(dá)式為：

衛(wèi)星三軸慣性角加速度為：

其中，x₁、x₂、x₃、x₄依次為滾動(dòng)軸慣性角速度正弦函數(shù)的幅值、角頻率、初始相位和常值系數(shù)；

y₁、y₂、y₃、y₄依次為俯仰軸慣性角速度正弦函數(shù)的幅值、角頻率、初始相位和常值系數(shù)；

z₁、z₂、z₃、z₄依次為偏航軸慣性角速度正弦函數(shù)的幅值、角頻率、初始相位和常值系數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述大慣量轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)不平衡特性在軌估計(jì)方法，其特征在于，由太陽陣撓性振動(dòng)方程，解微分方程從而計(jì)算出模態(tài)坐標(biāo)q(t)；其中，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件起旋過程中呈現(xiàn)的共振象限，對太陽陣一階基頻取當(dāng)時(shí)的共振頻率，且計(jì)算分析時(shí)截?cái)嘀烈浑A；

由太陽陣撓性振動(dòng)方程，計(jì)算出模態(tài)坐標(biāo)的二階導(dǎo)數(shù)：

其中，Λ為太陽陣振動(dòng)頻率斜對角矩陣；ζ為太陽陣的模態(tài)阻尼系數(shù)。

4.如權(quán)利要求1所述大慣量轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)不平衡特性在軌估計(jì)方法，其特征在于，由動(dòng)不平衡力矩表達(dá)式，擬合出的動(dòng)不平衡參數(shù)中，ω_st項(xiàng)采用轉(zhuǎn)動(dòng)部件當(dāng)前角度值遙測幅值；考慮衛(wèi)星太陽陣結(jié)構(gòu)阻尼的影響，衛(wèi)星受到的干擾力矩會(huì)逐漸趨于收斂穩(wěn)定，對其進(jìn)行的分析計(jì)算中使用阻尼穩(wěn)定后的力矩?cái)?shù)據(jù)。

5.如權(quán)利要求1所述大慣量轉(zhuǎn)動(dòng)部件動(dòng)不平衡特性在軌估計(jì)方法，其特征在于，動(dòng)不平衡度量I₂＝m₂×r×D；

式中，D為轉(zhuǎn)動(dòng)部件的高度；r為轉(zhuǎn)動(dòng)部件截面的半徑；m₂為轉(zhuǎn)動(dòng)部件質(zhì)量。