[发明专利]一种变行程自适应调整准零刚度装置及参数校核方法

说明书

一种变行程自适应调整准零刚度装置及参数校核方法，包括：积分球、靶标、平行光管、指向测量仪器、扰动源、惯量模拟工装、准零刚度悬吊调整装置、光学气浮平台；积分球、靶标和平行光管安装于气浮台上；积分球提供光源，靶标提供点目标信息，平行光管模拟无穷远；指向测量仪器为被测对象，指向测量仪器与惯量模拟工装固定连接；三个扰动源安装在惯量模拟工装上，为指向测量仪器提供微小扰动及惯量；准零刚度悬吊调整装置将惯量模拟工装悬吊，提供自由边界环境；准零刚度悬吊调整装置、指向测量仪器、扰动源及惯量模拟工装整体构成一套二摆系统。本发明对极高精度空间指向测量仪器在平台微振动环境下的影响进行全面评估和量化分析。

技术领域

本发明涉及极高精度空间指向测量仪器微振动测试、试验技术领域。特别涉及一种变行程自适应调整准零刚度装置及参数校核方法。

背景技术

空间指向测量仪器作为航天器姿态指向测量和空间目标指向测量的核心部件，通过对恒星或者其他空间目标进行光电成像，从而解算出航天器的姿态信息或者空间目标的指向信息。高性能航天器对空间指向测量仪器的精度要求达到0.1角秒以上，以往被忽略的平台微振动环境对空间指向测量仪器的影响受到极大的关注。

极高精度指向测量仪器内部的敏感光学元件受到微小扰动，会产生微小的形变、刚体位移，甚至是高阶形变，从而影响指向测量仪器的光轴指向精度。目前，在地面实验室环境下进行极高精度指向测量仪器的微振动问题研究是一种有效检测、验证手段。

现有的低刚度微振动试验方主要有悬吊法和气浮法，本发明属于悬吊法范畴。现有的悬吊法大多采用柔性绳索或者弹性绳的方式获得微振动试验时所需的低刚度环境，但其刚度仍然较大，且不具备变行程调节对准能力。与本发明最为接近的为《一种新型航天器在轨超净失重环境模拟试验系统(CN106477074)》、《卫星微振动试验多点悬吊系统及其设计方法(CN103482088A)》和《一种用于卫星平台微振动对相机成像影响的测试装置(CN105530514A)》，此三项公开文件中都提供了一种悬吊装置，均通过柔性绳索或者是弹性绳索实现被测试对象的悬吊，以实现满足试验所需的低刚度环境，但此三种设计方法刚度仍然较大，且不具有位移调整和方向调整对准的能力，不具有极高精度空间指向测量仪器微振动试验测试时所需的调整对准和准零刚度能力。

因此，设计一种简单、可靠、操作方便、易安装、低成本的变行程自适应调整准零刚度装置及参数校核方法成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中的缺陷，提供一种变行程自适应调整准零刚度装置及参数校核方法，可对极高精度空间指向测量仪器在平台微振动环境下的影响进行全面评估和量化分析。

本发明采用的技术方案是：

一种变行程自适应调整准零刚度装置，包括：积分球、靶标、平行光管、指向测量仪器、扰动源、惯量模拟工装、准零刚度悬吊调整装置、光学气浮平台；

积分球、靶标和平行光管依次同轴安装于光学气浮平台上；积分球提供光源，靶标提供点目标信息，平行光管模拟无穷远；指向测量仪器为被测试对象，惯量模拟工装为空心立方体结构，指向测量仪器通过螺钉与惯量模拟工装连接固定；三个扰动源安装在惯量模拟工装上，为指向测量仪器提供微小扰动及惯量；准零刚度悬吊调整装置将惯量模拟工装悬吊，提供自由边界环境；准零刚度悬吊调整装置、指向测量仪器、扰动源及惯量模拟工装整体构成一套二摆系统。

进一步的，惯量模拟工装上设置有安装法兰，通过该安装法兰与指向测量仪器连接，惯量模拟工装上与指向测量仪器相对的一侧面上安装有配重块。

进一步的，惯量模拟工装悬吊起来之后，通过准零刚度悬吊调整装置进行六自由度(x,y,z,U,V,W)方向调整，使得指向测量仪器正对平行光管，其中，定义x,y,z,表示以指向测量仪器质心为原点的相互垂直的三个坐标轴方向，z为光轴方向，U,V,W分别表示绕x,y,z轴旋转的自由度方向。