為了分析飛輪產(chǎn)生的微振動對高分辨率衛(wèi)星成像質(zhì)量的影響,建立了某高分辨率衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)動力學模型,測量飛輪在軌工作時產(chǎn)生的微振動,并基于整星層次計算衛(wèi)星在飛輪擾動下視軸誤差。計算結(jié)果表明該高分辨率衛(wèi)星光學成像系統(tǒng)的視軸誤差的關(guān)鍵模態(tài)為第8與9階模態(tài),主鏡與次鏡對視軸誤差貢獻最大,可以優(yōu)化主鏡與次鏡相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)提高光學衛(wèi)星的成像質(zhì)量。為驗證整星結(jié)構(gòu)設(shè)計與微振動分析優(yōu)化的準確性與合理性,針對整星初樣開展地面微振動試驗,該衛(wèi)星在軌姿控系統(tǒng)為偏置動量輪設(shè)計,通過星上Z/Y軸動量輪模擬在軌實際工作轉(zhuǎn)速,分別在衛(wèi)星懸吊狀態(tài)以及固支狀態(tài)下測量了衛(wèi)星顫振情況。分析與試驗結(jié)果表明:整星微振動時角位移的仿真計算結(jié)果與試驗結(jié)果相比,其相對誤差α為11.13%,絕對值為0.009 94″,小于0.01″,初步認為在軌遙感圖像質(zhì)量不會受微振動影響而退化,并為光學遙感衛(wèi)星的微振動設(shè)計提供了參考。 

【文章來源】：機械工程學報. 2020,56(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

動量輪擾動機理

動量輪結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，以動量輪的幾何中心為坐標系原點，三軸指向相對于動量輪初始位置保持不變。用動量輪質(zhì)心偏離其幾何中心的位置和距離表示靜態(tài)不平衡U s=ms rs和動態(tài)不平衡U d=2md rd h的影響，軸承的柔性和阻尼的影響用一個線形彈簧和阻尼代表。其中各參數(shù)含義如圖2所示，距離轉(zhuǎn)軸為rd的兩個點質(zhì)量md，沿旋轉(zhuǎn)軸方向距離為h，點質(zhì)量ms與動量輪轉(zhuǎn)軸處距離為rs。k和c分別為軸承支持剛度和阻尼。對于動量輪軸承的轉(zhuǎn)動支撐，其剛度和阻尼為

以某大口徑長焦距空間相機為例，如圖3所示，首先通過UG對整星進行三維建模，利用Hypermesh的幾何處理和網(wǎng)格劃分功能對某衛(wèi)星的整星結(jié)構(gòu)建立有限元模型，并進行材料和單元屬性的定義，通過MSC.Patran/Nastran對模型施加載荷以及建立邊界條件(計算自由模態(tài))，并對該衛(wèi)星有限元模型進行計算分析。該空間相機有限元模型如圖4所示，共計135 186個單元，192 191個節(jié)點。圖4 整星有限元模型

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3331869