针对飞轮扰动的卫星减振技术研究

摘要

本文针对反作用轮扰动对航天器微振动进行减振。
　　首先对反作用轮结构进行分析,研究反作用轮的扰动原因,通过建立和分析反作用轮的扰动模型,得到反作用轮扰动的具体参数,为后续的研究提供了基础。
　　然后使用ANSYS有限元软件,建立在太空环境下的卫星有限元模型,加载反作用轮引起的扰动力后,进行仿真分析,得到飞轮扰动力引起的卫星微振动特性。重点分析卫星相机的振动特性。
　　然后针对上章的分析结果,通过分析卫星各个子部分的弹性模量对卫星振动特性的影响,找到对减振优化最有效的卫星部分,找到对减振最有效的材料弹性模量,最终实现最优的减振方案。使卫星模型拥有足够的结构刚度,能够进行接下来的被动减振研究。
　　然后针对单个飞轮进行减振研究,针对传统被动减振器各个自由度互相耦合,导致减振效果下降的缺点,设计了一种各个自由度解耦的被动减振系统。然后对该被动减振器的各个参数进行优化,最终实现最优的减振效果。
　　最后针对三轴稳定卫星一般有多个飞轮组成姿态稳定系统,针对多个飞轮的情况进行减振研究,将多个飞轮紧密封装在一个安装盒内,视为一个整体进行减振研究。考察被动减振系统对多个飞轮扰动的减振效果。
　　本文通过对飞轮扰动引起的微振动进行分析,设计了一种六自由度动力学方程解耦的被动减振系统,对卫星微振动的减振有工程意义。

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目录

第1章 绪 论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2飞轮的研究现状

1.3微振动问题研究现状

1.4国内外对高精度航天器的研究概述

1.5本文主要研究内容

第2章 反作用轮扰动特性分析

2.1引言

2.2飞轮扰动力机理分析

2.3飞轮不平衡力建模分析

2.4飞轮结构挠性引起的弹性振动

2.5本章小结

第3章 卫星有限元模型的仿真建模分析

3.1引言

3.2蜂窝夹层板材料参数计算

3.3卫星有限元模型的建立

3.4施加扰动力进行仿真

3.5本章小节

第4章 增加结构刚度来进行减振优选

4.1引言

4.2航天器微振动特性和减振方法分析

4.3增加结构刚度来进行减振优化

4.4本章小结

第5章 单个飞轮的被动减振研究

5.1引言

5.2被动阻尼减振的原理

5.3被动减振系统的设计和分析

5.4被动减振系统的仿真分析和参数优化

5.5最佳参数原理分析

5.6本章小结

第6章 多个飞轮的被动减振研究

6.1引言

6.2多个飞轮的被动减振研究

6.3被动减振系统对安装精度的要求

6.4小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢