航天器的微振動會影響到載荷的性能，在高性能航天器的發(fā)展過程中愈發(fā)受到重視。在我國邁向世界航天強國的征程中，微振動的研究會出現更多的新方法和新技術。本書聚焦高精度航天器的在軌微振動測量、辨識和控制問題，著重對微振動的影響、頻域特征認知以及靶向控制方法進行闡述。首先介紹了微振動對高精度航天器的影響，將微振動按頻帶劃分為低頻和高頻，論述了其對衛(wèi)星指向和成像的影響。然后，對影響衛(wèi)星指向的低頻微振動測量與辨識方法進行了總結。在此基礎上，通過被動、半主動及主動控制方法詳細介紹了低頻微振動控制。隨后，結合工程實例，重點論述了典型高頻振源的控制方法。在對微振動的主動控制方法進行論述后，給出了微振動的地面驗證和在軌測試方法及實例。
本書可供從事航天器結構設計、動力學設計、微振動測試與辨識以及振動控制等相關研究領域的工程技術人員和高等院校航空航天、空間工程、振動工程相關專業(yè)師生參考。
第1章 緒論 1
1.1 微振動概念2
1.2 微振動影響2
1.3 航天器微振動研究進展3
1.3.1 振源處微振動隔離技術4
1.3.2 傳輸路徑上的微振動隔離14
1.3.3 載荷處的微振動隔離16
1.3.4 其他微振動抑制方法17
本章小結20
參考文獻20
第2章 微振動對航天器的影響 24
2.1 微振動對整星指向的影響25
2.1.1 撓性附件低頻振動對整星姿態(tài)的影響25
2.1.2 高頻振動對整星指向的影響29
2.2 微振動對光學相機的影響31
2.2.1 微振動對MTF影響分析基本原理31
2.2.2 光學相機在軌微振動特點34
2.2.3 振源對光學相機的耦合擾動35
2.3 微振動對激光通信衛(wèi)星的影響41
本章小結42
參考文獻42
第3章 撓性結構低頻微振動測量與辨識 45
3.1 撓性結構低頻振動測量技術46
3.1.1 撓性結構探測技術48
3.1.2 隨機減量法51
3.1.3 NExT法52
3.1.4 測量預處理54
3.1.5 奇異值分解59
3.2 撓性結構低頻振動在軌辨識61
3.2.1 ITD法64
3.2.2 ERA法67
3.2.3 SSI法69
3.2.4 在軌辨識實例70
本章小結71
參考文獻71
第4章 低頻微振動抑制技術 73
4.1 低頻撓性附件結構及影響74
4.2 撓性結構航天器建模方法76
4.3 撓性結構低頻振動抑制方法77
4.3.1 被動阻尼元件抑振77
4.3.2 主動抑振方法80
4.3.3 采用姿軌控系統(tǒng)算法抑制低頻振動81
4.4 低頻微振動被動控制技術82
4.4.1 總體方案82
4.4.2 模態(tài)分析83
4.4.3 減振效果仿真分析85
4.4.4 流體阻尼器減振有效性驗證試驗87
4.5 低頻微振動半主動控制技術89
4.5.1 半主動控制執(zhí)行元件90
4.5.2 半主動控制算法95
4.5.3 半主動控制仿真分析98
4.6 低頻微振動主動控制技術110
4.6.1 低頻微振動主動控制建模110
4.6.2 低頻主動控制最優(yōu)控制方法119
4.6.3 基于主動阻尼的柔性體振動抑制125
4.6.4 低頻微振動主動抑制應用實例127
本章小結130
參考文獻131
第5章 高頻微振動抑制技術 133
5.1 高頻振源介紹134
5.1.1 振源種類134
5.1.2 振動來源136
5.2 高頻隔振原理138
5.2.1 兩參數隔振器理論模型138
5.2.2 三參數隔振器理論模型139
5.2.3 兩參數和三參數隔振模型的對比140
5.3 航天器高頻隔振常用元器件142
5.3.1 三參數阻尼器件142
5.3.2 隔振支架產品146
5.4 控制力矩陀螺隔振工程應用147
5.4.1 Stewart平臺構型148
5.4.2 Stewart平臺自由度計算149
5.4.3 坐標變換理論150
5.4.4 六向傳遞特性分析151
5.4.5 試驗驗證152
5.5 制冷機隔振工程應用156
5.5.1 制冷機隔振簡介156
5.5.2 制冷機組隔振構型156
5.5.3 動力學建模157
5.5.4 隔振裝置性能分析158
5.5.5 試驗驗證161
5.5.6 制冷機主動吸振技術162
本章小結162
參考文獻163
第6章 微振動主動隔振技術 164
6.1 主動隔振基本原理165
6.1.1 主動隔振平臺研究現狀167
6.1.2 隔振系統(tǒng)主控技術研究現狀172
6.2 作動元件、測量元件、控制元件174
6.2.1 作動元件174
6.2.2 測量元件179
6.2.3 控制元件181
6.3 接觸式主動隔振技術182
6.3.1 基于頻響函數的自適應控制183
6.3.2 基于牛頓-歐拉方程的獨立模態(tài)控制188
6.4 非接觸式主動隔振技術193
6.4.1 動力學建模194
6.4.2 基于接近率的滑模控制198
本章小結200
參考文獻201
第7章 微振動試驗技術 204
7.1 振源地面微振動試驗技術205
7.1.1 振源分類205
7.1.2 振源特性與建模206
7.1.3 振源微振動試驗方法215
7.2 整星微振動地面試驗技術219
7.2.1 試驗方法219
7.2.2 試驗環(huán)境219
7.2.3 懸吊方式220
7.2.4 地面微振動測量系統(tǒng)225
7.3 在軌微振動試驗技術229
7.3.1 在軌微振動測量系統(tǒng)設計229
7.3.2 在軌測量系統(tǒng)229
7.3.3 傳感器選型231
7.3.4 傳感器布點232
7.3.5 微振動在軌試驗方法232
本章小結237
參考文獻237
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