星上动量飞轮隔振效果评价方法及其隔振系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107944136A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201711175523.X(22)申请日2017.11.22(71)申请人上海卫星装备研究所地址200240上海市闵行区华宁路251号(72)发明人宋港洪岩马蕾王继虎李霖圣齐晓军(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人庄文莉(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G06Q10/06(2012.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称星上动量飞轮隔振效果评价方法及其隔振系统(57)摘要本发明提供了一种用于星上动量飞轮的隔振效果评价方法，其包括建立柔性基础上动量飞轮隔振系统动力学模型，系统的功率流传递谱推导，系统的功率流传递率指标评价等。本发明通过能量传递机理解决了星上动量飞轮的振动隔振效率评价问题，为系统结构参数的优化设计提供理论参考依据，满足在工程实践中具体的隔振设计。CN107944136ACN107944136A权利要求书1/1页1.一种星上动量飞轮隔振效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，输入参数A11、A12、A21、A22、B11、B12、B21、B22、C11、C12、C21、C22分别至轮与支架组合体子系统(1)、隔振器子系统(2)、基础子系统(3)中；第二步，根据支架组合体子系统(1)、隔振器子系统(2)、基础子系统(3)这三个系统的对应参数，建立柔性基础上动量飞轮隔振系统动力学模型，并分别获得支架组合体子系统(1)的速度VAt和力FAt，隔振器子系统(2)的速度VBt和力FBt,基础子系统(3)的VC和力FC。第三步，根据支架组合体子系统(1)的速度VAt和力FAt，隔振器子系统(2)的速度VBt和力FBt和基础子系统(3)的速度VC和力FC，这几者的数值，获得各子系统的功率流传递谱PinA、PinB、PinC。第四步，根据子系统的功率流传递谱计算出系统的功率流传递率γ，将其传至计算机系统中作为隔振效果定量评价指标。2.一种隔振系统，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现利用上述的星上动量飞轮隔振效果评价方法对动量飞轮的隔振的功率流传递率进行计算的步骤。3.根据权利要求2所述的隔振系统，其特征在于，所述隔振系统的隔振基础为柔性基础。4.根据权利要求2所述的隔振系统，其特征在于，所述动量飞轮转子的工作频带范围1Hz～1000Hz，动量飞轮转子动不平衡带来的扰动力为单频激励源。5.根据权利要求1所述的星上动量飞轮隔振效果评价方法，其特征在于，采用能量传递的观点来描述振动传输机理，即通过分析输入到结构的功率流、振动传输路径的功率流来预测及评价隔振效果。2CN107944136A说明书1/5页星上动量飞轮隔振效果评价方法及其隔振系统技术领域[0001]本发明涉及航天器被动隔振技术领域，具体地，涉及一种星上动量飞轮隔振系统的隔振效果评价及其隔振系统。背景技术[0002]目前，动量飞轮被广泛地运用于集成储能/调姿控制系统(Integrated-Power/Attitude-ControlSystem，IPACS)中来执行现代航天任务。动量飞轮是卫星储能、姿控系统的关键执行部件，动量轮的工作动态特性及可靠性直接影响到整个卫星控制精度与寿命。但是由于动量轮本身的质量不平衡、以及轴承加工的不完整致使飞轮作为储能、姿控系统动力源的同时也成为对被控精密有效载荷的扰动源。转子产生的振动有低频，但一般高于10Hz，该高频振动直接传递到整星星体上，特别是其发生入轨、变轨等作用时，振动更加剧烈，这就需要对动量飞轮传递给航天器的振动进行隔离，以达到高精度高稳定度控制，为星上光学有效载荷提供一种超静环境。隔振的目的是为了减小振动的传递，对于工程实践中的具体隔振设计，普遍关心的是通过隔振被保护对象的振动量级获得了多大程度的衰减或控制。在隔振设计时，对系统结构参数的优化设计一般是围绕隔振效果展开的，因此隔振效果的评价指标是隔振评价体系的核心内容。[0003]现有的隔振系统，通常将受控对象视为无限质量的绝对刚体，振源为理想质量块，弹性支承用弹簧和阻尼器并联系统代替。根据经典隔振理论，当外激励频率为系统固有频率的倍以上时就有隔振效果，理论上该值越高，隔振效果越佳。但在实际应用中，隔振系统在高频域的振动传递率衰减一般不超过20dB，其主要原因在于：一方面，高频振动环境下受控对象不能简单的理解为绝对刚体，其弹性模态也要考虑；另一方面，实际应用中的隔振器本质上为连续质量体，在高频振动情况下，隔振器自身会产生驻波效应，影响隔振效果。[0004]在卫星结构中，飞轮通过隔振支架安装在蜂窝板上，飞轮工作