基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法技术方案

技术编号:46629909 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:28
本发明专利技术公开了基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,所述方法包括:利用测量系统进行扭摆,拟合自由摆动方程;确定测试平台空载状态下的测量系统无阻尼圆频率;将标准块加载至测试平台,标准块的转动惯量参考轴与摆动轴系组件同轴,利用测量系统进行扭摆,拟合自由摆动方程;确定测试平台加载标准块后的测量系统无阻尼圆频率;计算扭杆组件的扭转刚度;将待测物加载至测试平台,待测物的转动惯量参考轴与摆动轴系组件同轴,利用测量系统进行扭摆,拟合自由摆动方程;确定测试平台加载待测物后的测量系统无阻尼圆频率;计算得到待测物的转动惯量。本发明专利技术实现了转动惯量的高精度测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天器测试,具体涉及基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法


技术介绍

1、转动惯量是卫星的核心动力学参数,其测量精度直接影响卫星在轨姿态控制算法设计(如飞轮角动量需求与转动惯量强相关)、星箭分离可靠性评估(分离角速度与转动惯量耦合)以及磁力矩器/推进系统的参数匹配(执行机构输出与转动惯量动态适配)。因为卫星普遍集成可展开太阳翼、柔性线缆、热控包覆层等复杂部件,难以通过三维软件构建卫星全尺寸模型,只能通过试验方法实现转动惯量的高精度测量。

2、目前,卫星转动惯量测量的主流方法为扭摆法,根据摆动轴系类型可分为气浮/磁浮轴承轴系和机械轴承轴系。气浮/磁浮轴承轴系通过气膜悬浮或磁场悬浮实现低摩擦摆动,但是需配套压缩空气系统或高精度磁悬浮控制器,相应测量系统成本和维护复杂度高,且无法解决空气阻力导致的转动惯量测量误差,该问题在星体表面积增大时表现的更为明显。而采用机械轴承轴系的转动惯量测量系统具有成本低、结构简单、维护方便等优势,但其摆动时轴系摩擦阻力较大,外加空气阻力影响,会导致明显的转动惯量测量误差。针对上述问题,现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,其特征在于,所述测量系统包括测试平台、主承力框架、预紧释放机构、摆动轴系组件以及扭杆组件,所述测试平台安装于摆动轴系组件上端,摆动轴系组件下端连接所述扭杆组件上端,扭杆组件下端固定于主承力框架,所述预紧释放机构和摆动轴系组件安装于主承力框架;摆动轴系组件包括用于采集测试平台扭摆角度数据的编码器。

3.如权利要求2所述的基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,其特征在于,所述采集扭摆角度数据包括:

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【技术特征摘要】

1.基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,其特征在于,所述测量系统包括测试平台、主承力框架、预紧释放机构、摆动轴系组件以及扭杆组件,所述测试平台安装于摆动轴系组件上端,摆动轴系组件下端连接所述扭杆组件上端,扭杆组件下端固定于主承力框架,所述预紧释放机构和摆动轴系组件安装于主承力框架;摆动轴系组件包括用于采集测试平台扭摆角度数据的编码器。

3.如权利要求2所述的基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,其特征在于,所述采集扭摆角度数据包括:

4.如权利要求2所述的基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,其特征在于,所述预紧释放机构包括步进电机、定位装置、凸轮拨块;定位装置与凸轮拨块在水平面上呈一定角度安装,步进电机连接凸轮拨块,凸轮拨块由步进电机驱动旋转;步进电机和凸轮拨块用于推动测试平台旋转,定位装置用于获得凸轮拨块的位置。

5.如权利要求2所述的基于机械轴承轴系测量系统的微纳卫星转动惯量测量方法,其特征在于,所述测试平台边缘安装有预紧挡块,所述预紧挡块用于与预紧释放机构配合实现预紧动作和/或释放动作。

6.如权利要求2所述的基于机械轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员:高云鹏张雷陈善搏高飞肖钧凯刘守华赵江李宁
申请(专利权)人:长光卫星技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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