A multi-level micro-vibration system test method and system is presented. Firstly, micro-vibration is sorted out and classified. Then, according to the different characteristics of micro-vibration sources, a single-stage micro-vibration test system is built to understand the characteristics of micro-vibration sources or the transmission characteristics of micro-vibration isolators. Then, a sub-system micro-vibration test system is built to carry out sub-system micro-vibration test. Understand the coupling characteristics of micro-vibration source and boundary conditions and the transmission characteristics of micro-vibration system; then build a system-level micro-vibration test system, carry out system-level micro-vibration test to understand the impact of micro-vibration on optical system; finally, carry out large-scale system-level micro-vibration test using satellite in-orbit test stage to fully verify the micro-vibration correlation analysis and design. Considering all aspects of micro-vibration and solving the problem of micro-vibration comprehensively, it effectively avoids the problem that traditional single-machine, single-subject and local test can not solve the system problem, and fills the technical gap in this field in China.
【技术实现步骤摘要】
一种多层次微振动系统试验方法及系统
本专利技术涉及高分辨率遥感卫星各种微振动对光学相机等有效载荷成像质量影响的试验方法，属于系统级多学科试验验证领域。
技术介绍
微振动是指航天器在轨运行期间，由于搭载设备(如动量轮等高速转动部件、太阳翼驱动机构等步进部件、红外相机摆镜等摆动部件)正常工作造成的航天器幅度较小的往复运动。微振动源指引起微振动的设备。微振动能量很小，相比发射段力学环境造成的应变，微振动至少小1个量级，不会造成结构破坏。除了幅值较小，微振动的频率范围很广，姿态控制系统难以测量，也无法全频段控制。微振动主要影响光学相机等对微振动敏感的设备，是高分辨率遥感卫星必须解决的问题。微振动的主要特点：①微小性：微振动的能量很小，与发射段相比，微振动导致的应变至少小1个量级，通常不会造成结构破坏。这也是很多航天器设计忽略其影响的原因。②固有性：微振动是由微振动源正常工作引起的，不是故障或其他原因造成，是微振动源的固有特性。除非不使用该种微振动源，否则微振动的影响就始终存在。③难控性：微振动幅值较小，频率较高，姿态控制系统难以测量，也无法全频段控制；此外，微振动覆盖频段...
【技术保护点】
1.一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于步骤如下：(1)根据整星方案设计对星上的微振动源进行分类：含高速转动部件的微振动源、含柔性附件部件的微振动源、含摆动冲击部件的微振动源以及含微振动隔振器的微振动源；(2)针对每一类微振动源搭建单机级试验系统，并进行单机级微振动试验，得到微振动源产生力和力矩的幅值大小、频率分布以及隔振器的传递特性；(3)搭建相应分系统试验平台并进行分系统级微振动试验，所述分系统级微振动试验包括微振动源与边界条件耦合微振动试验以及整星微振动结构传递试验，确定微振动源与微振动源安装结构之间的耦合特性，以及微振动的结构传递特性；(4)搭建系统级微振动试验...
【技术特征摘要】
1.一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于步骤如下：(1)根据整星方案设计对星上的微振动源进行分类：含高速转动部件的微振动源、含柔性附件部件的微振动源、含摆动冲击部件的微振动源以及含微振动隔振器的微振动源；(2)针对每一类微振动源搭建单机级试验系统，并进行单机级微振动试验，得到微振动源产生力和力矩的幅值大小、频率分布以及隔振器的传递特性；(3)搭建相应分系统试验平台并进行分系统级微振动试验，所述分系统级微振动试验包括微振动源与边界条件耦合微振动试验以及整星微振动结构传递试验，确定微振动源与微振动源安装结构之间的耦合特性，以及微振动的结构传递特性；(4)搭建系统级微振动试验系统，进行系统级微振动试验；(5)进行大系统级微振动试验，利用在轨卫星，通过全链路试验最终验证相关仿真分析结果；针对含柔性附件部件的微振动源，搭建含重力卸载的微振动源地面测量系统，包括地基(11)、第一空气弹簧(12)、第一地基隔振平台台体(13)、龙门架(14)、龙门架转接件(15)、第一六分量测力平台(16)、六分量测力平台转接件(17)、气浮轴承、模拟件连接件(23)、柔性结构模拟件(24)和供气气管(25)；第一地基隔振平台台体(13)通过第一空气弹簧(12)固定安装在地基(11)上，第一空气弹簧(12)通过供气气管(25)提供稳压气体，龙门架(14)固定安装在第一地基隔振平台台体(13)上，龙门架转接件(15)固定安装在龙门架(14)的顶部，第一六分量测力平台(16)通过龙门架转接件(15)悬挂在龙门架(14)上，通过六分量测力平台转接件(17)将被测微振动源(18)固定安装在第一六分量测力平台(16)上；模拟件连接件(23)将柔性结构模拟件(24)与气浮轴承连接起来，被测微振动源(18)通过气浮轴承驱动柔性结构模拟件(24)转动。2.根据权利要求1所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：针对含高速转动部件的微振动源以及含摆动冲击部件的微振动源，搭建含高速转动部件的微振动源地面测量系统，包括电磁屏蔽平台(1)、噪声消除装置(2)、第二六分量测力平台(3)、第二地基隔振平台台体(4)、第二空气弹簧(5)、第二供气气管(6)和第二地基(7)；第二地基隔振平台台体(4)通过第二空气弹簧(5)固定安装在第二地基(7)上，用于消除电磁干扰的电磁屏蔽平台(1)固定安装在第二地基隔振平台台体(4)上，形成封闭空间，第二六分量测力平台(3)位于所述封闭空间内，且固定在第二地基隔振平台台体(4)上，噪声消除装置(2)附着在电磁屏蔽平台(1)内部，用于消除噪声影响，第二空气弹簧(5)通过第二供气气管(6)提供稳压气体。3.根据权利要求2所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：第二地基隔振平台台体(4)截面为T字形，上表面为矩形。4.根据权利要求2所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：第二空气弹簧(5)的刚度范围为5×105N/m～4×107N/m之间，从而保证地面测量系统的固有频率在0.1～1Hz之间。5.根据权利要求2所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：噪声消除装置(2)采用金属隔声-吸声材料，金属隔声-吸声材料的厚度为100mm，隔声量为45dB，外表面为隔声面并由1.5mm厚的镀锌钢板或含铝镀锌板制成，内表面为吸声面并由穿孔金属板制成，内腔填充隔声、吸声及阻尼材料。6.根据权利要求2所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：电磁屏蔽平台(1)为箱状结构，包括龙骨框架以及冷轧钢板，龙骨框架由槽钢、方管焊接而成，地面龙骨与地面进行绝缘处理，电磁屏蔽平台(1)的侧壁冷轧钢板厚度2mm，顶部冷轧钢板厚3mm，电磁屏蔽平台(1)的结构焊接采用CO2保护焊，且龙骨框架以及冷轧钢板均进行防锈处理。7.根据权利要求1所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：第一地基隔振平台台体(13)截面为T字形，上表面为矩形。8.根据权利要求1所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：气浮轴承包括气浮轴承支撑件(19)、气浮轴承定子(20)、气浮轴承转子(21)以及空气管路(22)；气浮轴承定子(20)通过气浮轴承支撑件(19)固定在龙门架转接件(15)上，气浮轴承转子(21)从气浮轴承定子(20)中间穿过，两者之间为高压气膜，相对无摩擦滑动，空气管路(22)用于给气浮轴承供气。9.根据权利要求8所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：通过调整气浮轴承支撑件(19)的位置，进而调整被测微振动源(18)、柔性结构模拟件(24)和气浮轴承之间的相对位置，使得被测微振动源(18)处于垂向平衡位置，所述被测微振动源(18)为驱动电机，柔性结构模拟件(24)为太阳翼结构模拟件或数传天线结构模拟件。10.根据权利要求1所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：所述气浮轴承为径向双止推气浮轴承，该气浮轴承共形成两层气膜，一层作用力为垂向，一层作用力为径向。11.根据权利要求2所述的一种多层次微振动系统试验方法，其特征在于：针对含微振动隔振器的微振动源，搭建含微振动隔振器的微振动源试验系统，含微振动隔振器的微振动源试验系统包括所述含高速转动部件的微振动...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞世伟，朱卫红，罗继强，杨松，郭倩蕊，赵晨光，
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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