[发明专利]电动阵列卫星声振一体化模拟试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星发射阶段力学环境模拟，具体地，涉及一种电动阵列卫星声振一体化模拟试验系统。

背景技术

随着航天技术的发展和进步，卫星动力学环境试验已从单一动力学环境试验到多种动力学综合环境试验转移。声试验是近年来动力学环境试验中发展较快的一个分支，它的发展是与航空航天事业的发展紧密相连的。卫星在发射和飞行过程中经受多种动力学环境，而以振动环境最为人们所重视。运载火箭头部的人造卫星受到4个主要振源的影响：由发动机点火、级间分离等引起的瞬态振动；由运载火箭发动机推力脉动或其它机械装置引起的振动；由发动机在起飞阶段排气噪声引起的结构振动以及因气动噪声引起的结构振动。前二种环境在靠近振源处较为严重，对远离振源的卫星则因运载火箭的结构阻尼而衰减，且高频能量将严重衰减。后二种振源直接作用于卫星或卫星整流罩的表面，故将引起卫星结构的强烈振动。

国外，尤其是美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)及欧洲航天局(abbr.European Space Agency，ESA)均建立了航天器声振联合试验室，试验方法比较成熟，在研究基础上形成相关标准及规范，并实际应用于型号试验。比较典型的有克莱曼婷-环月测绘飞行器的研制过程中对结构星和发射星进行了X向的噪声和振动组合试验。由于在声振组合试验中产品受到了充分的考核，后经数据分析和处理，该星取消了原定的Y向和Z向随机振动试验。在怏速散射计卫星(QuikSCAT)项目中进行了随机振动、模态、准静载和噪声的组合试验，使产品受到充分考核，同时节约了该项目研制试验时间和经费。

卫星声振一体化模拟试验系统目的在于更加真实的模拟卫星主动段在整流罩内、在轨工作时实际承受的力学环境，考核仪器设备和卫星结构对环境的适应性和环境对可靠性的影响。因此要对卫星声振一体化试验问题的深入研究成为需要迫切面对和解决的关键性课题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电动阵列卫星声振一体化模拟试验系统。

根据本发明提供的一种电动阵列卫星声振一体化模拟试验系统，包括电动阵列声场模拟系统和振动模拟试验系统；

所述电动阵列声场模拟系统用于提供噪声激励并采集声信号；

所述振动模拟试验系统用于提供振动激励并采集加速度信号。

优选地，所述电动阵列声场模拟系统包括电动扬声器阵列；

所述电动扬声器阵列包括音响；

所述音响包括扬声器；

所述音响和扬声器的数量均为多个；

所述音响构成模块；

所述扬声器用于为卫星提供噪声激励；

所述电动扬声器阵列，还包括声传感器；

所述声传感器用于在试验过程中采集声信号。

优选地，所述振动模拟试验系统包括振动台；

所述振动台用于为卫星提供振动激励；

所述振动模拟试验系统，还包括加速度传感器；

所述加速度传感器用于在试验过程中采集加速度信号。

优选地，所述振动模拟试验系统，还包括功放和数控系统；

所述功放和数控系统与电动扬声器阵列和振动台相连接；

所述功放和数控系统用于提供稳定声源与振源，并进行数据采集和处理。

优选地，多个所述扬声器分为低频扬声器、中频扬声器以及高频扬声器；

所述低频扬声器的频率范围为20～125Hz；

所述中频扬声器的频率范围为200～1000Hz；

所述高频扬声器的频率范围为1000～20kHz；

所述电动阵列卫星声振一体化模拟试验系统的试验总声压级为130dB。

优选地，所述功放和数控系统与振动台、加速度传感器相连接；

所述振动台的频率为5～2000Hz。

优选地，所述电动扬声器阵列的上部设置有消声毯；

所述电动扬声器阵列的高度高于卫星至少1米；

多个所述扬声器的一部分扬声器位于电动扬声器阵列的上部，并与电动扬声器阵列呈预设角度。

优选地，所述电动扬声器阵列通过功放和数控系统进行单输入至单输出或多输入至多输出控制。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：