[发明专利]一种测试转动部件动静不平衡量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试转动部件动静不平衡量的方法，尤其涉及特别是测试带有挠性转动部件的航天器动静不平衡量的方法，属于测量技术领域。 

背景技术

一般情况下，带有转动部件的航天器，当转动部件的静动不平衡量较大时，产生的干扰力矩将影响航天器的在轨姿态，导致航天器上的其他有效载荷的工作受到影响，为此需要在地面较为准确的测量转动部件静动不平衡量的大小，并通过配重尽量减小不平衡量。为了减小转动部件的静动不平衡量，关键是对静动不平衡量的测试，该测试在地面一般采用动平衡机进行。为了提高测试的精度，被测试的设备必须高速旋转，这与转动部件发射后在轨的实际工作工况不一致（转动部件的在轨工作时转动速度往往不高）。因此，上述方法存在如下不足：上述方法仅适应于刚性较好的被测试部件，对于存在较明显挠性变形特性的设备，由于变形与转速的关系较大，测试时的高转速使得被测试部件产生变形的大小与在轨工作是的状态不一致，最终导致测试结果反映的是较大转速下被测试部件的静动不平衡量，而不能反映被测试部件实际工况下的不平衡量。 

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种测试转动部件动静不平衡量的方法，该方法简单，测试精度高。 

本发明的技术方案是：一种测试转动部件动静不平衡量的方法，步骤如下： 

（1）测量气浮台X、Y轴转动惯量的步骤：浮起气浮台，对气浮台粗调 平衡，将已知质量的砝码置于气浮台上的某一位置，利用砝码产生的重力矩使气浮台产生角加速度，采用陀螺测量气浮台的台体角速度，对陀螺测量的台体角速度进行曲线拟合得到气浮台的台体角加速度，扣除气浮台自身干扰产生的角加速度，根据角动量定理确定出气浮台X、Y轴的转动惯量； 

（2）测量被测试部件转动部分静不平衡量的步骤：将被测试部件转动部分分别置于气浮台的x轴和负x轴方向，浮起气浮台，对气浮台粗调平衡并使被测试部件不转动，利用被测试部件产生的重力矩使气浮台产生角加速度，采用陀螺测量气浮台的台体角速度，对陀螺测量的台体角速度进行曲线拟合得到气浮台的台体角加速度，根据角动量定理结合步骤（1）确定出的气浮台X、Y轴的转动惯量计算得到被测试部件转动部分的静不平衡量； 

（3）测量被测试部件动不平衡产生的干扰力矩的步骤：将被测试部件转动部分置于气浮台上，浮起气浮台，对气浮台粗调平衡，使被测试部件的转动部分进行转动，在转动条件下采用陀螺测量气浮台的台体姿态角和角速度，利用滤波器对陀螺测量出的气浮台台体姿态角和角速度进行滤波和频谱分析得到被测试部件动不平衡产生的干扰力矩； 

（4）在被测试部件转动部分上安装一定质量的配重，按照步骤（3）的测量过程得到安装配重后的被测试部件动不平衡产生的干扰力矩，比较安装配重前后被测试部件动不平衡产生的干扰力矩得到配重产生的干扰力矩相位，标定出干扰力矩数据起始时刻对应的被测试部件转动相位，从而得到标定后的测试部件动不平衡产生的干扰力矩； 

（5）利用步骤（2）测量得到的被测试部件静不平衡量、步骤（4）标定出的测试部件动不平衡产生的干扰力矩结合被测试部件在气浮台上的安装位 置计算得到被测试部件转动部分的偶不平衡量。 

所述利用角动量定理确定出气浮台X、Y轴的转动惯量的方法：

其中J为气浮台X轴或Y轴的转动惯量，m为砝码质量，g为测试地当地重力加速度，l为砝码中心与气浮台转动中心的水平距离，为增加砝码后测量得到的气浮台角加速度，为未增加砝码时测量得到的气浮台角加速度，即气浮台自身干扰产生的角加速度。 

所述计算被测试部件转动部分静不平衡量的方法为： 

mrx=Jx(ω.x0-ω.x180)2g]]>