發(fā)布時(shí)間：2020-09-11 18:09

　　 隨著空間技術(shù)的迅速發(fā)展,空間光學(xué)載荷對(duì)地觀測時(shí)的成像質(zhì)量不斷提高,但空間飛行器上的多種活動(dòng)部件,如反作用飛輪、制冷壓縮機(jī)、太陽帆板轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制力矩陀螺等,都會(huì)產(chǎn)生微振動(dòng)。這些微振動(dòng)具有頻帶分布寬、幅值小、振動(dòng)多向、形式復(fù)雜等特點(diǎn),易對(duì)空間飛行器上光學(xué)遙感器的成像質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。因此,為了進(jìn)一步提高空間遙感器的觀測性能,必須開展空間遙感器對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)微振動(dòng)環(huán)境適應(yīng)性方面的研究工作,進(jìn)而研究出相應(yīng)的技術(shù)策略,克服或削弱微振動(dòng)對(duì)空間遙感器成像質(zhì)量的不利影響,提高觀測精度。本文針對(duì)實(shí)際工程需求,自主設(shè)計(jì)了一種空間六維擾動(dòng)力模擬器,該模擬器能復(fù)現(xiàn)具有不同頻譜特性的多維微振動(dòng),具有重大意義。論文的主要研究內(nèi)容如下:首先,研究了空間微振動(dòng)的特點(diǎn),介紹了國內(nèi)外微振動(dòng)關(guān)鍵技術(shù),特別是微振動(dòng)地面模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀。其次,建立了單軸激勵(lì)器及模擬器整機(jī)的理論模型,得到了模擬器產(chǎn)生的擾動(dòng)力及力矩與單軸激勵(lì)器激勵(lì)力之間的傳遞矩陣,并根據(jù)調(diào)研結(jié)果及理論模型確定了本文所設(shè)計(jì)的六維擾動(dòng)力模擬器的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。再次,完成了單軸激勵(lì)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)單軸激勵(lì)器進(jìn)行了模態(tài)分析及頻響分析工作。單軸激勵(lì)器模態(tài)分析結(jié)果滿足設(shè)計(jì)指標(biāo),頻響分析的結(jié)果驗(yàn)證了激勵(lì)器理論模型的正確性。完成了激勵(lì)器原理樣機(jī)的出圖、加工及裝調(diào)。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)單軸激勵(lì)器進(jìn)行了基頻測試實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真分析誤差較大,并在實(shí)驗(yàn)頻譜曲線中發(fā)現(xiàn)了激勵(lì)器雙基頻的現(xiàn)象,通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及仿真過程,發(fā)現(xiàn)激勵(lì)器結(jié)構(gòu)上存在的問題,進(jìn)而對(duì)單軸激勵(lì)器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)工作。完成了新單軸激勵(lì)器的模態(tài)分析工作,仿真結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。進(jìn)行了新單軸激勵(lì)器的彈簧剛度測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)際測試結(jié)果與有限元分析誤差僅為2.3%,對(duì)新單軸激勵(lì)器進(jìn)行了基頻實(shí)驗(yàn)測試,測試結(jié)果與仿真分析結(jié)果誤差為2.1%,從而驗(yàn)證了新結(jié)構(gòu)的正確性。最后,根據(jù)模擬器整機(jī)的理論模型及本文的設(shè)計(jì)指標(biāo)完成了六維擾動(dòng)力模擬器整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。進(jìn)行了模擬器整機(jī)的模態(tài)分析,分析結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。完成了模擬器整機(jī)的頻響分析工作,分析結(jié)果與理論建模結(jié)果吻合,各方向擾動(dòng)力最大誤差為2.13%,各方向擾動(dòng)力矩最大誤差為2.65%,驗(yàn)證了理論公式的正確性。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)六維擾動(dòng)力模擬器進(jìn)行性能測試。實(shí)驗(yàn)表明該模擬器可實(shí)現(xiàn)六維擾動(dòng)力的輸出。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論建模結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,由對(duì)比結(jié)果可知,各方向擾動(dòng)力及力矩最大誤差值都在5%以內(nèi),驗(yàn)證了模擬器理論及結(jié)構(gòu)的正確性、功能的可行性。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V416.8

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本文編號(hào)：2817006