航天器典型部件微振動(dòng)隔離技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)代科技的進(jìn)步對(duì)航天器指向穩(wěn)定性和觀測(cè)分辨率提出了越來越高的要求,航天器在軌運(yùn)行的微振動(dòng)干擾已成為制約高敏感度有效載荷使用的瓶頸。其中,動(dòng)量輪、飛輪、反作用輪和控制力矩陀螺等姿態(tài)控制組件工作時(shí)產(chǎn)生的擾動(dòng)是影響有效載荷成像質(zhì)量的主要擾動(dòng)源,需要對(duì)其擾動(dòng)進(jìn)行抑制。本論文針對(duì)兩種型號(hào)的航天器,分別研究分析了其姿態(tài)控制組件的微振動(dòng)隔振系統(tǒng),即:對(duì)于某型號(hào)衛(wèi)星,采用由多桿粘性流體阻尼器構(gòu)成的并聯(lián)隔振平臺(tái)對(duì)其控制力矩陀螺(CMG)組件進(jìn)行振動(dòng)隔離,

2、研究了該并聯(lián)隔振平臺(tái)的隔振性能,并對(duì)構(gòu)成其單桿的流體阻尼器三參數(shù)模型中的特征參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;對(duì)于另一型號(hào)衛(wèi)星,提出了一種新型的隔振裝置——彈性平面索網(wǎng)隔振結(jié)構(gòu)對(duì)其動(dòng)量輪組件進(jìn)行振動(dòng)隔離,對(duì)該隔振裝置進(jìn)行理論研究,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其隔振性能,分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其隔振性能的影響,為進(jìn)一步的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和參考。本文的結(jié)構(gòu)和主要研究?jī)?nèi)容如下。
　　第一章:介紹論文的研究背景、研究意義以及研究的主要內(nèi)容,并基于現(xiàn)有文獻(xiàn),對(duì)國內(nèi)外航天器部件微振

3、動(dòng)隔振技術(shù)進(jìn)行了歸納和總結(jié),尤其對(duì)航天器上微振動(dòng)的主要擾動(dòng)源——姿態(tài)控制組件的隔振技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
　　第二章:基于ANSYS數(shù)值仿真軟件,對(duì)多桿粘性流體阻尼器并聯(lián)隔振平臺(tái)進(jìn)行仿真分析。首先介紹并聯(lián)隔振平臺(tái)有限元模型的建模過程,再對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)、諧響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析,研究隔振裝置的隔振性能,為進(jìn)一步的優(yōu)化工作提供基礎(chǔ)。
　　第三章:采用基于頻響函數(shù)綜合的子結(jié)構(gòu)方法對(duì)并聯(lián)隔振平臺(tái)進(jìn)行建模和模型參數(shù)的優(yōu)化。首先將系統(tǒng)劃

4、分為各獨(dú)立的子結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出各子結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)、傳遞函數(shù),再利用各子結(jié)構(gòu)之間的位移連續(xù)和力平衡推導(dǎo)出總體系統(tǒng)的輸入和輸出的關(guān)系,最后針對(duì)選定的優(yōu)化目標(biāo),利用靈敏度分析的方法對(duì)阻尼器的特征參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　第四章:針對(duì)某型號(hào)航天器微振動(dòng)隔離的需求,提出了一種新型的彈性平面索網(wǎng)隔振結(jié)構(gòu)。首先對(duì)該隔振結(jié)構(gòu)的基本要素——張緊弦索的受力特性進(jìn)行分析,建立其受力-變形之間的非線性解析表達(dá)式;其次建立彈性平面索網(wǎng)隔振結(jié)構(gòu)的等效動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)彈性