[发明专利]一种外界扰动引起的航天器柔性部件振动被动抑制方法

说明书

本发明公开了一种外界扰动引起的航天器柔性部件振动被动抑制方法，包括以下步骤：1)建立振动冲击被动控制动力学模型，得减振机构的缓冲比；2)给定减振机构的结构参数范围，以减振机构的质量参数及减振机构的体积参数为约束条件，以减振机构的减振比为优化目的，采用粒子群算法求解减振机构的最优结构参数；3)根据减振机构的最优结构参数制备减振机构，然后将减振机构安装于航天器与柔性部件之间，完成外界扰动引起的航天器柔性部件振动被动抑制，该方法有效的抑制航天器主体晃动，降低柔性部件振动对航天器主体的影响。

技术领域

本发明属于空间航天器柔性部件振动抑制控制领域，涉及一种外界扰动引起的航天器柔性部件振动被动抑制方法。

背景技术

由于任务的需要，越来越多的航天器搭载柔性部件，包括大型桁架机构、太阳帆、天线等。这些柔性部件在外界的扰动激励下会产生振动，而这些振动会影响到航天器主体的晃动，从而会影响航天器本体的载荷的工作情况，情况严重会影响整体任务，因此需要针对该问题设计柔性部件振动控制方法，以降低航天器主体的晃动。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种外界扰动引起的航天器柔性部件振动被动抑制方法，该方法有效的抑制航天器主体晃动，降低柔性部件振动对航天器主体的影响。

为达到上述目的，本发明所述的外界扰动引起的航天器柔性部件振动被动抑制方法包括以下步骤：

1)建立振动冲击被动控制动力学模型，得减振机构的缓冲比；

2)给定减振机构的结构参数范围，以减振机构的质量参数及减振机构的体积参数为约束条件，以减振机构的减振比为优化目的，采用粒子群算法求解减振机构的最优结构参数；

3)根据减振机构的最优结构参数制备减振机构，然后将减振机构安装于航天器与柔性部件之间，完成外界扰动引起的航天器柔性部件振动被动抑制。

所述减振机构包括第一连接杆、第二连接杆、顶层圆盘、底层圆盘及若干可变形菱形结构，其中，顶层圆盘通过第一连接杆与航天器相连接，底层圆盘通过第二连接杆与柔性部件相连接，各可变形菱形结构的一端轴连接于顶层圆盘上，各可变形菱形结构的另一端轴连接于底层圆盘上，且顶层圆盘底部的中心位置与底层圆盘上表面的中心位置通过球铰链相连接。

可变形菱形结构的数目为三个，且三个可变形菱形结构沿周向均匀分布。

减振机构的几何变量为：

由式(1)得

整个系统的平动能量K_mp(trans)为：

整个系统转动时的能量K_mp(rot)为：

整个系统的转动惯量I_(T)为：

顶层圆盘的角速度与底层圆盘的角速度之间的关系为：

底层圆盘的角速度Ω_mp(B)为：

顶层圆盘的角速度Ω_mp(T)为：

系统的动能K_mp可以表示为：

其中：