飞轮微振动的组合隔振装置设计及实验研究

发布时间：2022-01-22 21:34

　　针对光学遥感卫星飞轮微振动引起的成像质量下降问题,设计了一种组合隔振装置,并采用仿真分析与实验测试相结合的方法对隔振方案设计的合理性进行验证。首先,将测量的飞轮扰振数据引入光学卫星的有限元模型中,计算出飞轮扰振对光学相机的像素偏移影响;其次,设计了组合隔振方案并基于有限元方法对其隔振效果进行验证;最后,搭建了光学成像微振动实验测试平台,对不同转速下飞轮微振动造成的像素偏移影响进行精确测量。实验结果表明,组合隔振装置对300 Hz以上高频段飞轮扰振有较大衰减作用,最大像素偏移降到0.01个像素以下,隔振效率达到80%以上;通过对比可知,实验测试与仿真计算得到的像素偏移结果在低频段一次谐波响应及模态响应表现出较好一致性,但在高频段二者存在一定偏差。 

【文章来源】：宇航学报. 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

飞轮扰振力/扰振力矩瀑布图

分析飞轮扰振力/扰振力矩对光学相机的成像质量影响时,需要充分考虑光学相机内部各光学元件与飞轮扰振频率发生耦合的情况[13],某星光学相机主要由主镜、次镜、三镜、焦面等光学元件组成,各元件在光学系统内相对位置如图2所示,由于飞轮微振动量级较小,造成光学元件镜面面型变化极小,所以整星有限元建模时,各光学元器件变形导致的成像质量影响忽略不计。图3 卫星有限元模型

图2 光学系统布局图整星有限元模型如图3所示,其中,光学相机元件、飞轮支架等均采用三维实体单元,单机板和帆板等结构板均采用板壳单元,其余飞轮等单机设备采用质量点模拟。

【参考文献】：
期刊论文
[1]光学遥感卫星飞轮微振动仿真和地面实验研究[J]. 龚小雪,张雷,宣明.  光子学报. 2019(03)
[2]飞轮振源特征参数提取方法及其分布特性[J]. 罗睿智,张激扬,樊亚洪,王晓伟,吴金涛.  宇航学报. 2018(02)
[3]飞轮组件微振动对高分辨率光学卫星光轴的影响[J]. 李林,王栋,徐婧,谭陆洋,孔林,程龙,贾学志,杨洪波.  光学精密工程. 2016(10)
[4]光学遥感卫星微振动抑制方法及关键技术[J]. 张庆君,王光远,郑钢铁.  宇航学报. 2015(02)
[5]飞轮拟主动隔振方法[J]. 关新,王全武,郑钢铁.  宇航学报. 2010(07)

博士论文
[1]飞轮微振动对星载一体化卫星成像质量影响研究[D]. 邓长城.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]高分辨率遥感卫星隔振与姿态控制一体化设计[D]. 关新.清华大学 2012

硕士论文
[1]卫星颤振对遥感成像质量影响研究及实验验证[D]. 邓勤.浙江大学 2013



本文编号：3602936