含間隙衛(wèi)星天線雙軸驅動機構動態(tài)特性分析.pdf

1、隨著衛(wèi)星技術的發(fā)展,對衛(wèi)星在軌壽命、運行可靠性提出了更高的要求。定位精度和運行穩(wěn)定度是衡量衛(wèi)星天線雙軸驅動機構性能和使用壽命的重要指標,因此在系統(tǒng)設計過程中必須保證驅動機構定位精度,考慮到各個因素對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。本文主要分析間隙、冗余約束和結構特性等多個因素對衛(wèi)星天線雙軸驅動機構的定位精度和動態(tài)特性的影響。
　　首先,描述驅動關節(jié)的間隙模型,根據(jù)間隙處機構的約束關系建立關節(jié)間隙動力學模型,利用基于 Hertz接觸理論的非線性

2、彈簧阻尼模型對間隙接觸碰撞力進行描述,并考慮間隙運動副間存在的摩擦力對整個間隙機構的運動和動力學特性的影響。同時,根據(jù)雙軸驅動機構的實際尺寸建立衛(wèi)星天線雙軸驅動機構虛擬樣機并將關節(jié)間隙動力學模型嵌入其中,同時對其合理性進行了驗證,為之后的定位精度與動態(tài)特性的研究與分析奠定基礎。
　　其次,分析系統(tǒng)的動態(tài)指向誤差隨運動副間隙大小變化趨勢,對方位軸間隙、俯仰軸間隙及兩軸間隙耦合對動態(tài)指向精度的影響分別進行研究,并分析動態(tài)指向精度對不同

3、位置間隙大小的靈敏度。進一步分析由于運動副間隙的存在對機構運行穩(wěn)定性的影響,總結速度和加速度等動態(tài)特性的變化規(guī)律。通過對影響規(guī)律進行分析,最終給出間隙對指向精度和動態(tài)特性的影響趨勢。
　　然后,考慮冗余約束的間隙大小不一致、同軸度誤差及約束位置間距變化等因素對間隙對衛(wèi)星天線驅動機構指向精度和動態(tài)特性的影響。冗余約束的存在,使得影響驅動機構的因素增多,特別當冗余約束間隙大小不一致時對定位精度和速度等動態(tài)特性的影響;由于裝配條件的限制

4、,同軸度誤差在對精度要求非常高的衛(wèi)星天線機構中帶來的影響不能忽略;在衛(wèi)星天線驅動機構的設計過程中,運動副之間的距離也會對定位精度產(chǎn)生一定的影響。
　　最后,分析結構特性對衛(wèi)星天線的指向精度和動態(tài)特性的影響,主要考慮了間隙摩擦、剛度和阻尼等因素。細化對運動副間隙處的摩擦作用的描述,準確表現(xiàn)運動副間隙的剛度和阻尼特性,由于摩擦、剛度和阻尼等因素的存在,除了會給雙軸驅動機構的動態(tài)定位精度帶來影響外,還會給機構帶來不可預知的外界激勵和振動