飞轮扰动特性分析及隔振方法研究

发布时间：2021-05-16 05:30

　　随着遥感卫星分辨率越来越高,人们对卫星平台的指向精度和稳定性也提出了更高的要求。在航天器中有一些扰动源,其扰动特征表现为幅值低、频率高。通常情况下这些扰动对航天器的结构不会造成损害,但是会影响有效载荷的指向精度和姿态稳定性,甚至使其不能正常工作。国内外一些学者通过研究发现飞轮微振动扰动是航天器扰动源中最主要的,因此为保证高精密有效载荷的正常工作,对飞轮扰动特性分析和隔振方法研究就显得尤为重要。本文进行了飞轮动力学建模、飞轮扰动特性分析及对飞轮扰动的实验,最后针对飞轮扰动特性提出了具有高可靠性的飞轮隔振方法,本文主要工作如下:首先对飞轮的支撑方式进行简化和建模,建立了基于线弹性支撑的飞轮动力学模型,并将飞轮的主要扰动项作为外界激励带入模型,该动力学模型可有效反映飞轮在中低速时的动力学特性。然后分析轴承内部应变-载荷情况,给出了通过轴承参数计算轴承支撑刚度的方法,并进一步推导了考虑轴承振动的飞轮动力学模型。分析了基频扰动对于飞轮模态的激发情况,然后研究了考虑轴承支撑刚度非线性下飞轮质量不平衡的影响,并给出了改善轴承支撑刚度的方法。提出了根据飞轮输出谐波扰动计算飞轮模型主要参数的方法,通过数... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 飞轮隔振技术研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 飞轮动力学建模
    2.1 引言
    2.2 飞轮线性动力学建模
        2.2.1 模型简化
        2.2.2 坐标系定义
        2.2.3 飞轮动力学分析
        2.2.4 飞轮扰动因素建模
    2.3 飞轮支撑刚度
        2.3.1 角接触球轴承内部几何关系
        2.3.2 轴承接触载荷与变形
        2.3.3 角接触球轴承内部载荷分析
        2.3.4 角接触球轴承实际接触角
        2.3.5 数值算例
        2.3.6 轴承刚度计算
    2.4 角接触球轴承振动方程
    2.5 本章小结
第3章 飞轮基频扰动分析
    3.1 引言
    3.2 飞轮的振型和固有频率分析
    3.3 考虑轴承弹性支撑的飞轮动力学分析
        3.3.1 预加载对于角接触球轴承刚度的影响
        3.3.2 转子质量不平衡扰动响应分析
        3.3.3 串联支撑弹簧优化
    3.4 本章小结
第4章 飞轮模型参数估计与扰动测量实验
    4.1 引言
    4.2 飞轮扰动数值分析
        4.2.1 飞轮谐波扰动经验模型
        4.2.2 参数估计方法
        4.2.3 数值算例
    4.3 飞轮振动实验
    4.4 本章小结
第5章 飞轮隔振方法研究
    5.1 引言
    5.2 飞轮隔振原理
        5.2.1 弹性飞轮单自由度隔振分析
    5.3 轴承串联弹性支撑的隔振方法
        5.3.1 折叠梁有限元建模
        5.3.2 弹性支撑装置设计
        5.3.3 弹性支撑飞轮扰动分析
        5.3.4 共振区增益阻尼对于扰动输出的影响
    5.4 本章小结
第6章 基于压电梁的主动控制
    6.1 引言
    6.2 压电梁有限元建模
        6.2.1 本构方程
        6.2.2 有限元离散化
        6.2.3 有限元方程
        6.2.4 智能梁增益阻尼引入
    6.3 智能梁优化控制
        6.3.1 智能梁模态分析
        6.3.2 数值算例
    6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超高分辨率商业成像卫星现状与发展趋势[J]. 张昭,孙谦,王振华.  数字通信世界. 2009(11)
[2]卫星飞轮扰振控制技术研究[J]. 刘天雄,范本尧,杨慧.  航天器工程. 2009(01)
[3]飞轮扰动原因与测量技术现状[J]. 王全武,虎刚.  空间科学学报. 2009(01)
[4]汽车发动机弹性支承隔振的解耦方法[J]. 徐石安.  汽车工程. 1995(04)



本文编号：3189072