[發(fā)明專利]利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911060913.1
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110929386A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周徐斌;董瑤海;呂旺;沈毅力;滿孝穎;薛景賽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01C25/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：選取衛(wèi)星在軌噴氣閉環(huán)控制后的欠阻尼自由振動區(qū)的i軸(i＝X,Y,Z)姿態(tài)角速度測量數(shù)據(jù)ω_i(t)進行分析；

步驟2：根據(jù)地面撓性衛(wèi)星動力學(xué)分析計算結(jié)果，設(shè)置i軸方向的關(guān)注振動頻帶為[f₁,f₂]Hz，利用帶通濾波器對欠阻尼自由振動區(qū)姿態(tài)角速度測量數(shù)據(jù)ω_i(t)進行濾波處理，剝離i軸姿態(tài)角速度信號中的長周期運動和高頻振動分量，僅保留關(guān)注頻帶內(nèi)的振動信息，得到濾波后的i軸姿態(tài)角速度ω_i′(t)；

步驟3：對濾波后i軸姿態(tài)角速度ω_i′(t)進行功率譜密度分析，功率譜密度在關(guān)注振動頻帶[f₁,f₂]Hz區(qū)間內(nèi)最大值的對應(yīng)頻率即為關(guān)注模態(tài)的在軌振動頻率f_i；

步驟4：根據(jù)撓性振動模態(tài)變量與整星姿態(tài)動力學(xué)關(guān)系式將濾波后的i軸姿態(tài)角速度ω_i′(t)轉(zhuǎn)化為模態(tài)變量的一階導(dǎo)數(shù)再對模態(tài)變量的一階導(dǎo)數(shù)進行積分，獲得模態(tài)變量的時間序列η_i(t)；

步驟5：提取模態(tài)變量η_i(t)的振動外包絡(luò)點y_i以及其對應(yīng)的時間t_i，用指數(shù)函數(shù)對其振動外包絡(luò)進行擬合，得到擬合系數(shù)a_i、b_i，根據(jù)振動包絡(luò)與阻尼比關(guān)系式可計算i軸振動模態(tài)的阻尼比ξ_i。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于，撓性振動模態(tài)變量與整星姿態(tài)動力學(xué)關(guān)系式的表達式為：其中，J_i為衛(wèi)星在i軸方向的轉(zhuǎn)動慣量，B_i為撓性附件振動模態(tài)的轉(zhuǎn)動耦合系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于，振動包絡(luò)與阻尼比關(guān)系式關(guān)系式的表達式為：其中，b_i為模態(tài)變量振動外包絡(luò)的指數(shù)擬合系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于，整星撓性振動模態(tài)參數(shù)通過利用衛(wèi)星在軌噴氣控制后欠阻尼自由振動時期陀螺測量的姿態(tài)角速度數(shù)據(jù)進行辨識。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于，所述的整星撓性振動模態(tài)參數(shù)，包括在軌撓性振動模態(tài)頻率和模態(tài)阻尼比。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于，利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的辨識過程僅利用衛(wèi)星平臺裝載的陀螺測量數(shù)據(jù)進行分析處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用衛(wèi)星陀螺數(shù)據(jù)辨識整星撓性振動模態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于，利用帶通濾波器對陀螺測量的姿態(tài)角速度數(shù)據(jù)進行濾波處理，剝離衛(wèi)星本體的長周期運動和其他高頻振動誤差分量。