[发明专利]一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法

权利要求书

1.一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立空间相机有限元模型，包括建立空间相机结构有限元模型、建立视轴抖动评价指标模型和建立波前误差评价指标模型；

步骤二、获取整星状态下空间相机安装界面实际输入；

步骤三、获取空间相机内部振源实际输入；

步骤四、根据空间相机安装条件，对空间相机进行模态试验，得到模态特性和振动传递特性；在空间相机有限元模型中添加相同的空间相机安装条件约束，并进行模态分析；将模态试验结果与模态分析结果进行比对，根据空间相机振型和频率差异，调整空间相机有限元模型中单元和材料属性，对空间相机有限元模型进行修正；

步骤五、对模态试验修正后的空间相机有限元模型，计算空间相机振型和频率，并输出到指定文件；利用空间相机振型和频率数据，在MATLAB/SIMULINK中构造出空间相机动力学模型，并对空间相机动力学模型进行简化；

步骤六、根据整星状态下空间相机安装界面实际输入和空间相机内部振源实际输入，对空间相机的安装界面实际输入和内部振源实际输入进行单独激励，得到空间相机在地面试验状态约束下由单个激励源引起的空间相机光学系统中各光学元件的振动特性和光学成像特性，对空间相机动力学模型进行进一步修正；

步骤七、根据整星状态下空间相机安装界面实际输入和空间相机内部振源实际输入，对空间相机的安装界面实际输入和内部振源实际输入进行全项激励，得到空间相机在地面试验状态约束下空间相机光学系统中各光学元件的振动特性和光学成像特性，对空间相机动力学模型进行更进一步修正；

步骤八、去除地面试验状态约束，添加空间相机在轨状态约束，得到空间相机在轨微振动仿真模型。

2.根据权利要求1所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，所述建立空间相机结构有限元模型的方法是：根据空间相机结构设计方案，在有限元前后处理软件PATRAN中建立空间相机结构有限元模型。

3.根据权利要求1所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，所述建立视轴抖动评价指标模型的方法是：由空间相机光学系统给出各光学元件在6自由度上的视轴抖动灵敏度矩阵，并在有限元前后处理软件PATRAN中通过MPC建立视轴抖动评价指标模型。

4.根据权利要求1所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，所述建立波前误差评价指标模型的方法是：通过像面的条纹zernike多项式来表示波前误差评价指标模型，并在有限元前后处理软件PATRAN中通过MPC建立。

5.根据权利要求4所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，所述像面的条纹zernike多项式由两部分相加而成：一部分是由空间相机光学系统给出各光学元件在6自由度上所对应的像面波前条纹zernike多项式系数的灵敏度矩阵，另一部分是由空间相机光学系统给出各光学元件面形变化拟合后的标准zernike多项式系数所对应的像面波前条纹zernike多项式系数的灵敏度矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，步骤二中，获取整星状态下空间相机安装界面实际输入的方法是：通过整星有限元模型，加入整星实际输入并计算，得到整星状态下空间相机安装界面实际输入。

7.根据权利要求1所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，步骤三中，获取空间相机内部振源实际输入的方法是：对空间相机内部振源组件进行实际工作状态运行试验，获取空间相机内部振源实际输入。

8.根据权利要求1所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，步骤五中，利用模型降阶法对空间相机动力学模型进行简化。

9.根据权利要求1所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，步骤六中，所述光学成像特性包括振动特性、视轴抖动变化、波前误差变化；通过加速度传感器测点测量空间相机光学系统中各光学元件的振动特性，通过自准直仪分别测量与各光学元件相连的棱镜得到视轴抖动变化，通过4D干涉仪测量波前误差变化。

10.根据权利要求1所述的一种空间相机在轨微振动仿真模型的修正方法，其特征在于，步骤七中，所述光学成像特性包括振动特性、视轴抖动变化、波前误差变化；通过加速度传感器测点测量空间相机光学系统中各光学元件的振动特性，通过自准直仪分别测量与各光学元件相连的棱镜得到视轴抖动变化，通过4D干涉仪测量波前误差变化。