[發明專利]柔性電纜剛度測定試驗方法、系統及介質

有效

• 申請號: 201911294664.2
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111157199B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 洪振強;張健;邊志強;張偉;栗雙嶺
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種柔性電纜剛度測定試驗方法，包括：模擬失重步驟：模擬失重環境，使運動艙在平面內進行運動；激勵步驟：以設定的幅值對運動艙進行周期性激勵；運動監測步驟：測量運動艙相對固定艙的轉角和位移；分離步驟：將測量后的激勵運動和非激勵運動分離，得到非激勵運動；穩態控制步驟：根據非激勵運動，控制運動艙在運動期間不與固定艙發生碰撞，得到穩態控制指令；執行步驟：根據周期性激勵和穩態控制指令控制力和力矩，將力和力矩分配到每一路作動器；計算步驟：采集固定艙電纜端的力和力矩，根據周期性激勵的幅值，計算得到柔性電纜剛度系數矩陣。本發明為后續雙超衛星型號艙間電纜的選用和干擾分析提供參考依據和計算模型。

技術領域

本發明涉及復合控制技術領域，具體地，涉及一種柔性電纜剛度測定試驗方法、系統及介質。

背景技術

未來先進航天器對姿態指向精度與穩定度的要求比目前水平高兩個量級。傳統采用載荷與平臺固連式設計，兩者動力學特性深度耦合，導致載荷雙超指標難以實現，盡管采用主被動微振動抑制等方法取得了一定效果，但受限固連式設計的缺陷，雙超指標難以實現。

“雙超”衛星平臺打破傳統固連設計，采用非接觸、高精度、無時延位移傳感器實現僅安裝安靜部件的載荷(艙)與安裝活動部件的平臺(艙)分離，徹底消除微振動影響。改變傳統以衛星平臺為主的控制邏輯，首次采用“載荷艙主動，平臺艙從動，兩艙相對位置協同解耦控制”的全新方法，可實現載荷艙的雙超精度。

目前，星內無線供電與信息傳遞技術目前尚不成熟，兩艙之間需要通過艙間電纜實現能源和信息的交互。因此，需要評估艙間電纜對平臺艙雙超控制指標的影響。該影響的大小由艙間電纜的剛度決定。

專利文獻CN110285940A(申請號：201910646654.4)公開了一種剛度測量系統，包括：自調平法向加載裝置、直線驅動力加載裝置、滑塊裝置、光纖位移測量裝置和視頻圖像采集裝置，其中，滑塊裝置由上到下包括：上固定塊、滑塊試樣和下固定塊，其中，自調平法向加載裝置，包括法向壓力檢測組件和法向壓力組件，法向壓力組件與下固定塊連接，其中，直線驅動力加載裝置包括切向壓力組件和切向壓力檢測組件，切向壓力組件與滑塊試樣的側面固定連接，光纖位移測量裝置測量接觸界面的相對位移，視頻圖像采集裝置采集接觸界面的光斑圖像。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種柔性電纜剛度測定試驗方法、系統及介質。

根據本發明提供的柔性電纜剛度測定試驗方法，包括：

模擬失重步驟：模擬失重環境，使運動艙在平面內進行運動；

激勵步驟：以設定的幅值對運動艙進行周期性激勵；

運動監測步驟：測量運動艙相對固定艙的轉角和位移；

分離步驟：將測量后的激勵運動和非激勵運動分離，得到非激勵運動；

穩態控制步驟：根據非激勵運動，控制運動艙在運動期間不與固定艙發生碰撞，得到穩態控制指令；

執行步驟：根據周期性激勵和穩態控制指令控制力和力矩，將力和力矩分配到每一路作動器；

計算步驟：采集固定艙電纜端的力和力矩，根據周期性激勵的幅值，計算得到柔性電纜剛度系數矩陣。

優選地，所述模擬失重步驟包括：使用氣浮設備抵消運動艙的重力，運動艙在失重后，在平面內進行二維平動和一維轉動。

優選地，所述激勵步驟包括：

設T_JL為周期性激勵力矩，F_JL為周期性激勵力，則有：