航天器典型部件微振動隔離技術(shù)研究.pdf

1、當代科技的進步對航天器指向穩(wěn)定性和觀測分辨率提出了越來越高的要求,航天器在軌運行的微振動干擾已成為制約高敏感度有效載荷使用的瓶頸。其中,動量輪、飛輪、反作用輪和控制力矩陀螺等姿態(tài)控制組件工作時產(chǎn)生的擾動是影響有效載荷成像質(zhì)量的主要擾動源,需要對其擾動進行抑制。本論文針對兩種型號的航天器,分別研究分析了其姿態(tài)控制組件的微振動隔振系統(tǒng),即:對于某型號衛(wèi)星,采用由多桿粘性流體阻尼器構(gòu)成的并聯(lián)隔振平臺對其控制力矩陀螺(CMG)組件進行振動隔離,

2、研究了該并聯(lián)隔振平臺的隔振性能,并對構(gòu)成其單桿的流體阻尼器三參數(shù)模型中的特征參數(shù)進行優(yōu)化;對于另一型號衛(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)對其動量輪組件進行振動隔離,對該隔振裝置進行理論研究,并通過實驗驗證其隔振性能,分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對其隔振性能的影響,為進一步的設計提供了理論基礎和參考。本文的結(jié)構(gòu)和主要研究內(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,對國內(nèi)外航天器部件微振

3、動隔振技術(shù)進行了歸納和總結(jié),尤其對航天器上微振動的主要擾動源——姿態(tài)控制組件的隔振技術(shù)進行了詳細介紹。
　　第二章:基于ANSYS數(shù)值仿真軟件,對多桿粘性流體阻尼器并聯(lián)隔振平臺進行仿真分析。首先介紹并聯(lián)隔振平臺有限元模型的建模過程,再對模型進行模態(tài)、諧響應和瞬態(tài)響應動力學分析,研究隔振裝置的隔振性能,為進一步的優(yōu)化工作提供基礎。
　　第三章:采用基于頻響函數(shù)綜合的子結(jié)構(gòu)方法對并聯(lián)隔振平臺進行建模和模型參數(shù)的優(yōu)化。首先將系統(tǒng)劃

4、分為各獨立的子結(jié)構(gòu),推導出各子結(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)和力平衡推導出總體系統(tǒng)的輸入和輸出的關(guān)系,最后針對選定的優(yōu)化目標,利用靈敏度分析的方法對阻尼器的特征參數(shù)進行優(yōu)化。
　　第四章:針對某型號航天器微振動隔離的需求,提出了一種新型的彈性平面索網(wǎng)隔振結(jié)構(gòu)。首先對該隔振結(jié)構(gòu)的基本要素——張緊弦索的受力特性進行分析,建立其受力-變形之間的非線性解析表達式;其次建立彈性平面索網(wǎng)隔振結(jié)構(gòu)的等效動力學模型,對彈性