本发明专利技术提供一种高阻尼微幅隔振器的性能测试装置；其激振器、加载杆、力传感器I、高阻尼微幅隔振器、力传感器II依次连接，加速度传感器I、加速度传感器II分别设于高阻尼微幅隔振器的两端；激振器输出端轴线、加载杆、高阻尼微幅隔振器同轴；数据采集与分析系统采集加速度传感器I和加速度传感器II实时测量的高阻尼微幅隔振器两端的加速度值，以及力传感器II实时测量的高阻尼微幅隔振器输出的力值，并根据加速度值和力值进行性能分析；控制系统根据力传感器I反馈的载荷信息结合数据采集与分析系统的分析结果输出控制指令至控制驱动器；控制驱动器与激振器连接，根据控制系统的控制指令对激振器输出载荷进行实时控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天器件性能测试领域，尤其涉及一种高阻尼微幅隔振器的性能测试装置。
技术介绍
随着遥感卫星技术的发展，对地光学成像相机、对地测绘相机、测绘雷达等载荷的成像精度越来越高，对微振动干扰更加敏感。为有效抑制微振动的干扰，保证成像精度，这类卫星一般都采用了具有大阻尼、微变形(即微振幅)特点的隔振器，比如“一种微幅高承载高阻尼微动隔振器”专利技术的微动隔振器。准确的性能参数值(即阻尼系数和刚度系数)是隔振器优化与选型、卫星系统设计与评估的重要依据。因此，为保证隔振器设计的正确性和卫星微振动抑制的有效性，需要对高阻尼微幅隔振器的性能进行准确的测试。常规的隔振器性能参数测试方法有半功率带宽法、自由衰减法等，这些方法的前提假设均为小阻尼，对于高阻尼的隔振器，其测试误差较大。此外，工程中常用的测试设备为疲劳试验机、材料试验机、凸轮试验系统等，这些设备适用于常规的大变形(即大振幅)隔振器测定，而对于振幅通常为微米量级的高阻尼微幅隔振器，其测试误差往往很大，有时测试误差甚至能够将隔振器自身工作变形湮没，因此难以满足使用要求。此外，对于隔振器的性能测试数据，传统处理方法是直接根据最大阻尼力对应的位移值得到隔振器刚度系数，并对测得的阻尼力和位移数据进行数值积分得到迟滞环的面积，计算得到隔振器阻尼系数，该方法要求测得的阻尼力-位移值为整圈数据，通常需要专用程序将测试数据按整圈分组并删除非整圈部分，这就会带来较大的工作量并造成数据浪费，而且该方法无法得到阻尼系数和刚度系数的置信限估计值，无法对航天器开展精确的隔振设计。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种高阻尼微幅隔振器的性能测试装置。本专利技术的高阻尼微幅隔振器的性能测试装置，其特征在于，包括：安装座I、激振器、加载杆、力传感器I、加速度传感器I、加速度传感器II、力传感器II、安装座II、测试平台、数据采集与分析系统、控制系统和控制驱动器；测试对象为高阻尼微幅隔振器；其连接关系为：安装座I和安装座II固定于测试平台上；激振器、加载杆、力传感器I、高阻尼微幅隔振器、力传感器II依次连接并夹持于安装座I和安装座II之间，且安装座I与激振器固连，力传感器II与安装座II固连；加速度传感器I、加速度传感器II分别设于高阻尼微幅隔振器的两端；激振器输出端轴线、加载杆、高阻尼微幅隔振器同轴；数据采集与分析系统分别与加速度传感器I、加速度传感器II和力传感器II连接，用于采集加速度传感器I和加速度传感器II实时测量的高阻尼微幅隔振器两端的加速度值，以及力传感器II实时测量的高阻尼微幅隔振器输出的力值，并根据加速度值和力值进行性能分析；控制系统分别与控制驱动器、力传感器I连接，根据力传感器I反馈的载荷信息结合数据采集与分析系统的分析结果输出控制指令至控制驱动器；控制驱动器与激振器连接，根据控制系统的控制指令对激振器输出载荷进行实时控制。效果较佳的，激振器采用电磁激励装置结合闭环控制装置，其输出位移范围应达到0～100μm、位移精度应达到0.1μm、激励频率带宽应满足0.1Hz～3000Hz。效果较佳的，加载杆内设直线轴承。效果较佳的，力传感器I采用单向力传感器。效果较佳的，力传感器I、力传感器II所测量载荷的最大值在其量程的10％～80％范围内，且测量精度优于0.2％。效果较佳的，加速度传感器I、加速度传感器II的灵敏度系数优于1000mv/g、测量精度优于1×10-3g.效果较佳的，加速度传感器I、加速度传感器II、力传感器II采用传感器组对称布置的方式，采用4个加速度传感器对称安装。效果较佳的，数据采集与分析系统的采样精度不低于16位、最高采样频率不低于100kHz、最低频率分辨率优于0.01Hz。效果较佳的，整个性能测试装置安装后，系统基频大于最大测试频率。本专利技术的有益效果在于：本专利技术具有系统简单、控制容易、精度高等优点，通过隔振器两端的加速度传感器获得两端位移，计算可得到高阻尼微幅隔振器输出端的精确相对位移值，可大大简化测试方案，降低控制难度，保证测量精度。附图说明图1为本专利技术的高阻尼微幅隔振器的性能测试装置示意图。图2为一种典型的迟滞环曲线。图中：AA为高阻尼微幅隔振器轴线。具体实施方式如图1所示，一种高阻尼微幅隔振器的性能测试装置，其包括：安装座I1、激振器2、加载杆3、力传感器I4、加速度传感器I5、加速度传感器II7、力传感器II8、安装座II9、测试平台10、数据采集与分析系统11、控制系统12和控制驱动器13；测试对象为高阻尼微幅隔振器6；其连接关系为：安装座I1和安装座II9固定于测试平台10上；激振器2、加载杆3、力传感器I4、高阻尼微幅隔振器6、力传感器II8依次连接并夹持于安装座I1和安装座II9之间，且安装座I1与激振器2固连，力传感器II8与安装座II9固连；加速度传感器I5、加速度传感器II7分别设于高阻尼微幅隔振器6的两端；激振器2输出端轴线、加载杆3、高阻尼微幅隔振器6同轴；数据采集与分析系统11分别与加速度传感器I5、加速度传感器II7和力传感器II8连接，用于采集加速度传感器I5和加速度传感器II7实时测量的高阻尼微幅隔振器6两端的加速度值，以及力传感器II8实时测量的高阻尼微幅隔振器6输出的力值，并根据加速度值和力值进行性能分析；控制系统12分别与控制驱动器13、力传感器I4连接，根据力传感器I4反馈的载荷信息结合数据采集与分析系统11的分析结果输出控制指令至控制驱动器13；控制驱动器13与激振器2连接，根据控制系统12的控制指令对激振器2输出载荷进行实时控制。所述高阻尼微幅隔振器的性能测试装置的测试方法包括以下步骤：步骤1，进行测试：利用激振器2通过加载杆3将激励载荷施加到高阻尼微幅隔振器6上；力传感器I4将施加到高阻尼微幅隔振器6上的激励载荷实时反馈给控制系统12；加速度传感器I5和加速度传感器II7实时测量高阻尼微幅隔振器6两端的加速度值；力传感器II8实时测量高阻尼微幅隔振器6输出的力值；数据采集与分析系统11实时采集并记录加速度传感器I5、加速度传感器II7和力传感器II8的测量数据；步骤2，数据处理：数据采集与分析系统11通过对加速度传感器I5和加速度传感器II7的测量数据分别进行两次积分，分别获得激励频率下高阻尼微幅隔振器6输入端和输出端的位移，由输出端位移减去输入端位移即可得到高阻尼微幅隔振器输出端的相对位移x；并利用高阻尼微幅隔振器输出端的相对位移x，结合力传感器II8的测量数据，得到激励频率下高阻尼微幅隔振器6的迟滞环曲线，即恢复力Fd-相对位移x曲线，如图2所示；控制系统12则根据力传感器I4反馈的激励载荷，结合恢复力Fd-相对位移x曲线控制控制驱动器13对激振器2输出载荷进行实时调控，以进行性能测试。所述步骤2中性能测试的指标包括：高阻尼微幅隔振器的刚度系数K(ω)及其置信下限KL(ω)和置信上限KU(ω)、高阻尼微幅隔振器的阻尼系数C(ω)及其置信下限CL(ω)和置信上限CU(ω)；其中，ω为激励频率，下标L、U分别表示下限和上限。高阻尼微幅隔振器的刚度系数K(ω)及其置信下限KL(ω)和置信上限KU(ω)分别为 K ( ω ) 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高阻尼微幅隔振器的性能测试装置，其特征在于，包括：安装座I(1)、激振器(2)、加载杆(3)、力传感器I(4)、加速度传感器I(5)、加速度传感器II(7)、力传感器II(8)、安装座II(9)、测试平台(10)、数据采集与分析系统(11)、控制系统(12)和控制驱动器(13)；测试对象为高阻尼微幅隔振器(6)；其连接关系为：安装座I(1)和安装座II(9)固定于测试平台(10)上；激振器(2)、加载杆(3)、力传感器I(4)、高阻尼微幅隔振器(6)、力传感器II(8)依次连接并夹持于安装座I(1)和安装座II(9)之间，且安装座I(1)与激振器(2)固连，力传感器II(8)与安装座II(9)固连；加速度传感器I(5)、加速度传感器II(7)分别设于高阻尼微幅隔振器(6)的两端；激振器(2)输出端轴线、加载杆(3)、高阻尼微幅隔振器(6)同轴；数据采集与分析系统(11)分别与加速度传感器I(5)、加速度传感器II(7)和力传感器II(8)连接，用于采集加速度传感器I(5)和加速度传感器II(7)实时测量的高阻尼微幅隔振器(6)两端的加速度值，以及力传感器II(8)实时测量的高阻尼微幅隔振器(6)输出的力值，并根据加速度值和力值进行性能分析；控制系统(12)分别与控制驱动器(13)、力传感器I(4)连接，根据力传感器I(4)反馈的载荷信息结合数据采集与分析系统(11)的分析结果输出控制指令至控制驱动器(13)；控制驱动器(13)与激振器(2)连接，根据控制系统(12)的控制指令对激振器(2)输出载荷进行实时控制。...
【技术特征摘要】
1.一种高阻尼微幅隔振器的性能测试装置，其特征在于，包括：安装座I(1)、激振器(2)、加载杆(3)、力传感器I(4)、加速度传感器I(5)、加速度传感器II(7)、力传感器II(8)、安装座II(9)、测试平台(10)、数据采集与分析系统(11)、控制系统(12)和控制驱动器(13)；测试对象为高阻尼微幅隔振器(6)；其连接关系为：安装座I(1)和安装座II(9)固定于测试平台(10)上；激振器(2)、加载杆(3)、力传感器I(4)、高阻尼微幅隔振器(6)、力传感器II(8)依次连接并夹持于安装座I(1)和安装座II(9)之间，且安装座I(1)与激振器(2)固连，力传感器II(8)与安装座II(9)固连；加速度传感器I(5)、加速度传感器II(7)分别设于高阻尼微幅隔振器(6)的两端；激振器(2)输出端轴线、加载杆(3)、高阻尼微幅隔振器(6)同轴；数据采集与分析系统(11)分别与加速度传感器I(5)、加速度传感器II(7)和力传感器II(8)连接，用于采集加速度传感器I(5)和加速度传感器II(7)实时测量的高阻尼微幅隔振器(6)两端的加速度值，以及力传感器II(8)实时测量的高阻尼微幅隔振器(6)输出的力值，并根据加速度值和力值进行性能分析；控制系统(12)分别与控制驱动器(13)、力传感器I(4)连接，根据力传感器I(4)反馈的载荷信息结合数据采集与分析系统(11)的分析结果输出控制指令至控制驱动器(13)；控制驱动器(13)与激振器(2)连接，根据控制系统(12...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴琼，罗敏，徐青华，赵寿根，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11
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