多自由度微振动环境模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种多自由度微振动环境模拟方法。该方法包括预示微振动环境条件步骤；辨识多输入多输出系统传递函数矩阵步骤；以及多自由度微振动信号模拟控制步骤。多自由度微振动信号模拟控制方法为多输入多输出控制系统根据设置的多自由度参考信号、系统的传递函数及多自由度响应信号进行闭环控制，驱动微振动激励系统运动，实现多自由度微振动环境模拟。本发明专利技术的多自由度微振动环境模拟方法通用性好，效率高，较好的解决了微振动试验技术问题。

A multi degree of freedom micro vibration environment simulation method

The invention provides a multi degree of freedom micro vibration environment simulation method. The method includes steps for predicting micro vibration environmental conditions, identification of transfer matrix of multiple input and output systems, and simulation control steps of multi degree of freedom micro vibration signals. The analog control method for multi input multi output control system according to the transfer function of multi degree of freedom of reference signal, system settings and multi degree of freedom response signal for the closed-loop control of multi degree of freedom micro vibration signal, driving micro vibration excitation system, realize multi DOF micro vibration environment simulation. The multi degree of freedom micro vibration environment simulation method is of good generality, high efficiency and good solution to the technical problems of micro vibration test.

【技术实现步骤摘要】
多自由度微振动环境模拟方法
本专利技术属于航天器力学环境试验领域，具体涉及一种多自由度微振动环境模拟方法。
技术介绍
目前，微振动环境模拟主要采取安装扰源设备的方法、安装激振器设备的方法和使用激励系统的方法。安装扰源设备的方法，通过让扰源设备正常工作来产生真实的微振动环境；安装激振器的方法，通过激振器产生与真实扰源相似的激励信号来模拟微振动环境；使用激励系统的方法，通过微振动激励系统产生微振动信号以模拟微振动环境。如美国基于Honeywell测试台的微振动环境模拟系统，初期使用电动激振器和信号发生器模拟扰动，后期使用真实的反作用轮组；JPL的MPI试验台通过安装激光发生器和反作用轮来模拟微振动环境；基于SSl测试台的OT，通过安装反作用轮模拟光学仪器的微振动环境；美国怀俄明大学采用Stewart构型的平台模拟产生微小扰动以实现对光学器件的精确指向和振动控制研究。Stewart构型平台能够实现空间六自由度的相对运动，并且具有刚度高、承载能力大，各运动关节误差不积累和精度高的特点。激励系统由6个作动器、上下平台、平台支撑系统和传感器组成。下平台与地面固连，试验件通过夹具安装于上平台，各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多自由度微振动环境模拟方法，该方法包括以下步骤：(1)模拟微振动环境；通过微振动环境预示得到所需模拟的微振动时域加速度曲线，微振动环境预示采取建模仿真的方法，通过地面试验或航天器在轨测量得到微振动时域加速度曲线；通过系统辨识，得到微振动激励平台的传递函数；采用多自由度微振动信号时域波形控制，使微振动平台产生的加速度激励与环境预示得到的时域加速度曲线相一致，产生了与微振动环境相符的时域加速度环境，即实现了微振动环境模拟；(2)预示多自由度微振动环境；获取有效载荷安装界面位置的微振动环境，即得到所需模拟的微振动时域加速度曲线，预示微振动环境主要采用建模仿真预示微振动环境的方法，首先建立航天器的...

【技术特征摘要】
1.一种多自由度微振动环境模拟方法，该方法包括以下步骤：(1)模拟微振动环境；通过微振动环境预示得到所需模拟的微振动时域加速度曲线，微振动环境预示采取建模仿真的方法，通过地面试验或航天器在轨测量得到微振动时域加速度曲线；通过系统辨识，得到微振动激励平台的传递函数；采用多自由度微振动信号时域波形控制，使微振动平台产生的加速度激励与环境预示得到的时域加速度曲线相一致，产生了与微振动环境相符的时域加速度环境，即实现了微振动环境模拟；(2)预示多自由度微振动环境；获取有效载荷安装界面位置的微振动环境，即得到所需模拟的微振动时域加速度曲线，预示微振动环境主要采用建模仿真预示微振动环境的方法，首先建立航天器的几何模型，其次，对航天器进行有限元建模，之后，建立扰源模型，计算扰源作用下航天器的微振动加速度响应曲线作为微振动环境；(3)确定多输入多输出系统传递函数矩阵；多输入多输出系统传递函数矩阵辨识即求取多输入多输出系统的传递函数，确定多输入多输出系统传递函数矩阵的步骤具体为控制系统先发送多路低量级的白噪声随机信号，该白噪声随机信号驱动微振动激励平台的作动器运动，微振动激励平台上多个测量点的加速度传感器测量平台的时域响应信号并经过坐标转换矩阵转化为多自由度输出信号并输送回控制系统，对输出信号进行傅里叶变换得到输出信号的频谱，控制系统根据输入和输出信号的频谱计算整个系统的传递函数；(4)复现多自由度微振动信号时域波形；所述多自由度微振动信号模拟基于时域波形复现控制，具体步骤为将预示的微振动信号设置为多自由度参考信号，通过傅里叶变换得到参考信号的频谱，随后控制系统根据参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯咬齐，赵越阳，何玲，邱汉平，樊世超，李栋，武耀，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11