[发明专利]利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼方法与系统

权利要求书

1.一种利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼的方法，其特征在于，包含以下步骤：

姿态角速度获取步骤：获取卫星在轨喷气闭环控制后的欠阻尼自由振动区的i轴对应的姿态角速度测量数据ω_i(t)，其中i轴为空间直角坐标系中的X轴、Y轴、Z轴中的任一个轴；

滤波步骤：对ω_i(t)进行滤波获得滤波后的i轴姿态角速度数据ω′_i(t)；

时间序列计算步骤：根据ω′_i(t)计算获得模态变量的时间序列η_i(t)；

阻尼计算步骤：根据计算获得i轴振动模态的阻尼ξ_i。

2.根据权利要求1所述的利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼的方法，其特征在于，在姿态角速度获取步骤中，ω_i(t)是卫星在轨喷气控制后欠阻尼自由振动时期，通过卫星陀螺测量得到的。

3.根据权利要求1所述的利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼的方法，其特征在于，所述滤波步骤包含以下步骤：

关注振动频带设置步骤：设置i轴方向的关注振动频带为[f₁,f₂]Hz；

剥离步骤：令带通滤波器对ω_i(t)行滤波处理，剥离ω_i(t)中的超过设定值的周期运动和高频振动分量，仅保留关振动注频带内的振动信息，得到ω′_i(t)。

4.根据权利要求3所述的利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼的方法，其特征在于，所述关注振动频带设置步骤中，根据地面挠性卫星动力学分析计算结果，设置i轴方向的关注振动频带。

5.根据权利要求1所述的利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼的方法，其特征在于，时间序列计算步骤包含以下步骤：

一阶导数转化步骤：根据如下公式对ω′_i(t)进行处理：

式中：为i轴对应的模态变量的一阶导数；

J_i为卫星在i轴方向的转动惯量；

B_i为i轴对应的挠性附件振动模态的转动耦合系数；

积分步骤：对进行积分计算，获得η_i(t)。

6.根据权利要求1所述的利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼的方法，其特征在于，阻尼计算步骤包含以下步骤：

特征提取步骤：提取η_i(t)的振动外包络点y_i以及其对应的时间t_i；

拟合系数计算步骤：用指数函数对y_i与t_i进行拟合，得到拟合系数a_i、b_i；

阻尼数值获取步骤：根据拟合系数计算得到ξ_i。

7.根据权利要求6所述的利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼的方法，其特征在于，根据以下公式计算得到ξ_i：

8.一种利用卫星陀螺数据辨识整星挠性振动模态阻尼的系统，其特征在于，包含以下模块：

姿态角速度获取模块：获取卫星在轨喷气闭环控制后的欠阻尼自由振动区的i轴对应的姿态角速度测量数据ω_i(t)，其中i轴为空间直角坐标系中的X轴、Y轴、Z轴中的任一个轴；

滤波模块：对ω_i(t)进行滤波获得滤波后的i轴姿态角速度数据ω′_i(t)；

时间序列计算模块：根据ω′_i(t)计算获得模态变量的时间序列η_i(t)；

阻尼计算模块：根据计算获得i轴振动模态的阻尼ξ_i。