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基于商用现货的高分辨卫星微振动抑制系统设计

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中国机械工程 2020年第20期31卷 2395-2402,2411页

作者：郭金生王峰岳程斐哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150080 哈尔滨工业大学空间科学与应用技术研究院深圳518055

提出了通过合理选取和改进商用现货(COTS)的振动参数对振动部件安装位置进行优化的方法,以解决带有高分辨率光学载荷的小卫星微振动抑制问题。与其他隔振系统设计方法不同,所提方法不需对振动机理建模,而是直接通过振动部件微振动特性分... 详细信息

提出了通过合理选取和改进商用现货(COTS)的振动参数对振动部件安装位置进行优化的方法,以解决带有高分辨率光学载荷的小卫星微振动抑制问题。与其他隔振系统设计方法不同,所提方法不需对振动机理建模,而是直接通过振动部件微振动特性分析,选取合适的COTS隔振产品并对参数进行微调;利用Newmark法对蜂窝夹层结构进行动力学响应分析,得到了振动部件的合理安装位置,取得了较好的隔振效果。仿真、振动实验和飞行数据表明,振动部件在敏感频段的微振动抑制率达到90%,整星地面测量微振动引起的次镜角位移不超过0.04″,卫星在轨微振动环境能够满足相机使用要求。所提出的微振动抑制系统设计方法为后续工程实践提供了参考。

关键词：光学小卫星微振动抑制动力学分析商用现货

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卫星激光通信系统微振动抑制技术研究

卫星激光通信系统微振动抑制技术研究

作者：王院院中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

激光通信技术凭借其各项优异特性,现已发展成为一个重要战略通讯技术,而且得到了快速发展。在卫星激光通信系统中,通信链路的稳定是保证激光通信稳定高效的基础,而卫星平台微振动是对激光通信链路影响最为严重的原因之一。平台微振动会... 详细信息

激光通信技术凭借其各项优异特性,现已发展成为一个重要战略通讯技术,而且得到了快速发展。在卫星激光通信系统中,通信链路的稳定是保证激光通信稳定高效的基础,而卫星平台微振动是对激光通信链路影响最为严重的原因之一。平台微振动会使光学天线发生抖动,影响光束指向精度,进而影响到通信链路的畅通,因此能否对卫星平台微振动实现有效控制,是实现稳定通信的关键所在。本文针对卫星激光通信系统中,平台微振动抑制提出一种新的补偿算法,基于RBF神经网络算法前馈控制与PID反馈控制相结合的控制算法,并对此方法的控制效果进行了分析验证。首先介绍了卫星激光通信技术的发展及国内外卫星平台微振动抑制技术的研究,详细讨论了卫星平台微振动的来源及特点,然后通过分析现有抑制技术,选择采用主动补偿的方式进行微振动抑制,主动补偿技术是在精跟踪系统中,通过驱动快速反射镜对振动进行补偿,然后分析了控制系统中关键器件快速反射镜的原理,建立了其数学模型,阐述了影响快速反射镜性能的因素。其次针对前馈式振动抑制方案和LMS自适应滤波算法的局限性提出RBF复合控制算法,分析了该算法的原理并在MATLAB中对算法的性能进行了仿真研究,主要与经典PID控制方法进行对比。仿真验证RBF复合控制算法对不同频率和不同幅度下的谐波振动的抑制效果,可知本文提出的振动抑制算法对50Hz以内的单频谐波振动以及不同幅度下的振动都有很好的补偿能力。最后,基于微振动抑制算法的仿真结果,设计针对不同频率和幅度的谐波振动补偿方案,利用RBF复合控制算法对谐波振动进行补偿实验,并与PID控制算法进行对比。实验结果表明:在本实验系统参数下,RBF复合控制算法随着频率的增加,抑制效果在不断降低,但明显优于PID控制算法。对不同幅度的振动也有很好的抑制效果。通过理论仿真与模拟实验证明本文所提的RBF复合控制算法是可行的,为卫星平台微振动抑制提供了一个有效的解决方法。

关键词：卫星激光通信微振动抑制快速反射镜 RBF复合控制

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光学遥感卫星微振动抑制方法及关键技术

宇航学报 2015年第2期36卷 125-132页

作者：张庆君王光远郑钢铁北京空间飞行器总体设计部北京100094 清华大学航天航空学院北京100084

针对光学遥感卫星面临的微振动对成像质量影响的问题,对微振动抑制设计方法和关键技术进行了论述。首先对动量轮、控制力矩陀螺、扫摆机构等主要扰动源的机理和特征进行分析,然后从传递路径设计、微振动源抑制、降低有效载荷敏感性三个... 详细信息

针对光学遥感卫星面临的微振动对成像质量影响的问题,对微振动抑制设计方法和关键技术进行了论述。首先对动量轮、控制力矩陀螺、扫摆机构等主要扰动源的机理和特征进行分析,然后从传递路径设计、微振动源抑制、降低有效载荷敏感性三个方面介绍了微振动抑制方法,最后结合遥感卫星的研制过程给出了微振动抑制设计的实例。

关键词：遥感卫星微振动抑制隔振器关键技术

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中型敏捷遥感卫星公用平台方案特点与应用

航天器工程 2021年第3期30卷 20-26页

作者：于龙江高阳张国斌杨国巍杨文涛郝修来陈虎中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094

中型敏捷遥感卫星公用平台(简称“中型敏捷平台”)是我国首个中等规模、敏捷遥感卫星公用平台研发项目,其研制目标包括完成平台设计开发、系统级试验验证、4项核心技术与8年寿命攻关、单机产品升级换代等。文章总结了中型敏捷平台的敏... 详细信息

中型敏捷遥感卫星公用平台(简称“中型敏捷平台”)是我国首个中等规模、敏捷遥感卫星公用平台研发项目,其研制目标包括完成平台设计开发、系统级试验验证、4项核心技术与8年寿命攻关、单机产品升级换代等。文章总结了中型敏捷平台的敏捷机动控制技术、高定位精度支持技术、通用化星载数据系统、高效率任务管理技术、整体式微振动抑制技术等方案特点,并对其应用效能进行了分析,例如平台模块化结构的良好任务适用性、通用电性验证平台的高效使用、核心技术的共享应用、新一代单机产品体系的广泛应用。该平台通用性强、任务适应范围广,后续可应用于低轨各类高精度、高效率遥感卫星任务。

关键词：中型敏捷遥感卫星公用平台敏捷机动定位精度数据系统微振动抑制

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高分多模卫星微振动抑制设计与验证

航天器工程 2021年第3期30卷 76-85页

作者：高行素王光远管帅杨文涛张国斌范立佳赵煜罗文波中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

敏捷型遥感卫星在轨运行期间,星上控制力矩陀螺等扰动源会引起微振动,微振动传递到高分辨率相机等敏感载荷会影响载荷性能,进而影响卫星成像质量,因此需对传递到敏感载荷的微振动进行抑制,以保证卫星高分辨率指标的实现。以高分多模卫星... 详细信息

敏捷型遥感卫星在轨运行期间,星上控制力矩陀螺等扰动源会引起微振动,微振动传递到高分辨率相机等敏感载荷会影响载荷性能,进而影响卫星成像质量,因此需对传递到敏感载荷的微振动进行抑制,以保证卫星高分辨率指标的实现。以高分多模卫星(GFDM-1)的微振动抑制需求为背景,确定了整星微振动抑制技术路线与微振动抑制总体方案,开展了扰动源特性研究,完成了扰动源、星体结构和敏感载荷的减隔振设计与验证,并通过星载微振动测量设备对相机等关键位置的在轨微振动响应进行了测量,对卫星微振动抑制方案进行了飞行验证。在轨微振动测量数据表明:高分多模卫星微振动抑制方案可有效满足敏感载荷相机的微振动抑制需求,可为我国后续敏捷遥感卫星的微振动抑制设计与验证提供参考。

关键词：高分多模卫星遥感卫星微振动抑制

基于商用货架产品的高分辨卫星微振动抑制系统设计

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中国机械工程 2021年

作者：郭金生王峰岳程斐哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨工业大学空间科学与应用技术研究院

本文通过合理选取和改进货架产品（COTS）的振动参数并对振动部件安装位置优化以解决带有高分辨率光学载荷的小卫星微振动抑制问题。与其他隔振系统设计方法不同，本文所提出方法不需对振动机理建模，直接通过振动部件微振动特性分析，... 详细信息

本文通过合理选取和改进货架产品（COTS）的振动参数并对振动部件安装位置优化以解决带有高分辨率光学载荷的小卫星微振动抑制问题。与其他隔振系统设计方法不同，本文所提出方法不需对振动机理建模，直接通过振动部件微振动特性分析，选取合适COTS振动产品并对参数进行微调；利用Newmark法对蜂窝夹层结构进行动力学响应分析，得到了振动部件的合理安装位置；即可达到较好的隔振效果。仿真、振动实验和飞行数据表明,振动部件在敏感频段的微振动抑制达到90%，整星地面测量微振动引起的次镜位移不超过0.04″，卫星在轨微振动环境能够满足相机使用要求。论文所提出的微振动抑制系统设计方法为后续其他工程实践提供了一定参考。

关键词：光学小卫星微振动抑制动力学分析有限元仿真

一种基于LMS自适应滤波前向控制的卫星相机微振动抑制方法

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一种基于LMS自适应滤波前向控制的卫星相机微振动抑制方法

国外航天器高精度高稳定度高敏捷指向技术综述

作者：付成伟徐晓伟张士杰刘强山东航天电子技术研究所

随着对地观测技术的不断进步,由卫星平台上机构运转引发的一类微振动已成为制约卫星相机向高分辨率、高稳定性发展的一项有挑战。针对隔振系统建模困难、不够精确的缺点,采取了系统辨识法来获取隔振系统模型,该方法基于实验数据辨识得... 详细信息

随着对地观测技术的不断进步,由卫星平台上机构运转引发的一类微振动已成为制约卫星相机向高分辨率、高稳定性发展的一项有挑战。针对隔振系统建模困难、不够精确的缺点,采取了系统辨识法来获取隔振系统模型,该方法基于实验数据辨识得到系统模型,将理论建模过程中无法确定的干扰因素考虑进来,分析辨识得到的模型得出频响,并与实验数据做功率谱分析得到的频率响应对比。采用基于最小均方(LMS)算法的自适应滤波前馈控制方法,通过引入FIR滤波器作为前馈环节,以系统误差的均方差作为性能指标,采用LMS算法进行自寻优获得最优的控制器参数,通过引入FIR滤波器作为前馈环节,以系统误差的均方差作为性能指标,采用LMS算法进行自寻优获得最优的控制器参数,验证结果表明,采用本文提出的系统辨识和前馈控制算法可显著提升高分辨率相机的隔振能力。

关键词：振动与波微振动抑制自适应滤波前馈控制主动吸振器 TB123

来源： cnki会议评论

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航天器工程 2017年第1期26卷 91-99页

作者：徐广德武江凯苟仲秋张柏楠中国空间技术研究院载人航天总体部北京100094

调研了国外航天器高精度高稳定度高敏捷指向技术发展现状,分析了其实现的主要技术途径,研究表明高精度高稳定度高敏捷指向作为一项系统性技术,需要从构型布局、结构动力学、控制等多方面开展综合分析与设计。文章对其中一体化构型布局... 详细信息

调研了国外航天器高精度高稳定度高敏捷指向技术发展现状,分析了其实现的主要技术途径,研究表明高精度高稳定度高敏捷指向作为一项系统性技术,需要从构型布局、结构动力学、控制等多方面开展综合分析与设计。文章对其中一体化构型布局设计、微振动抑制、多级复合控制和大力矩执行机构等关键技术进行了总结和分析,可为我国高性能航天器的发展提供借鉴。

关键词：高精度高稳定度高敏捷指向复合控制微振动抑制一体化构型设计

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平板型电磁作动器优化研究

宇航计测技术 2016年第3期36卷 15-18页

作者：裘俊邓成晨朱敏唐忠兴赵洪波王小三上海卫星工程研究所上海200240 国家运载火箭产业计量测试中心北京100076

本文针对卫星隔振系统中的电磁作动器输出力矩精度问题,设计从构型和控制两个方面对其输出精度进行优化。针对单个电磁作动器输出精度进行优化,设计永磁体与主作用线圈的相对位置的构型,确保动子运动过程中,磁场作用下的主作用线圈长度... 详细信息

本文针对卫星隔振系统中的电磁作动器输出力矩精度问题,设计从构型和控制两个方面对其输出精度进行优化。针对单个电磁作动器输出精度进行优化,设计永磁体与主作用线圈的相对位置的构型,确保动子运动过程中,磁场作用下的主作用线圈长度不变,从而提高作动器的输出精度;针对两个电磁作动器加工和安装误差带来的输出力矩不对称的问题,设计力矩补偿函数,确保两个电磁作动器输出力矩相等,从而保证隔振系统的隔振精度。

关键词：小推力高精度平板型电磁作动器微振动抑制