含間隙衛(wèi)星天線雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)動態(tài)特性分析.pdf

1、隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展,對衛(wèi)星在軌壽命、運(yùn)行可靠性提出了更高的要求。定位精度和運(yùn)行穩(wěn)定度是衡量衛(wèi)星天線雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)性能和使用壽命的重要指標(biāo),因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中必須保證驅(qū)動機(jī)構(gòu)定位精度,考慮到各個(gè)因素對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。本文主要分析間隙、冗余約束和結(jié)構(gòu)特性等多個(gè)因素對衛(wèi)星天線雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的定位精度和動態(tài)特性的影響。
　　首先,描述驅(qū)動關(guān)節(jié)的間隙模型,根據(jù)間隙處機(jī)構(gòu)的約束關(guān)系建立關(guān)節(jié)間隙動力學(xué)模型,利用基于 Hertz接觸理論的非線性

2、彈簧阻尼模型對間隙接觸碰撞力進(jìn)行描述,并考慮間隙運(yùn)動副間存在的摩擦力對整個(gè)間隙機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和動力學(xué)特性的影響。同時(shí),根據(jù)雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的實(shí)際尺寸建立衛(wèi)星天線雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)并將關(guān)節(jié)間隙動力學(xué)模型嵌入其中,同時(shí)對其合理性進(jìn)行了驗(yàn)證,為之后的定位精度與動態(tài)特性的研究與分析奠定基礎(chǔ)。
　　其次,分析系統(tǒng)的動態(tài)指向誤差隨運(yùn)動副間隙大小變化趨勢,對方位軸間隙、俯仰軸間隙及兩軸間隙耦合對動態(tài)指向精度的影響分別進(jìn)行研究,并分析動態(tài)指向精度對不同

3、位置間隙大小的靈敏度。進(jìn)一步分析由于運(yùn)動副間隙的存在對機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響,總結(jié)速度和加速度等動態(tài)特性的變化規(guī)律。通過對影響規(guī)律進(jìn)行分析,最終給出間隙對指向精度和動態(tài)特性的影響趨勢。
　　然后,考慮冗余約束的間隙大小不一致、同軸度誤差及約束位置間距變化等因素對間隙對衛(wèi)星天線驅(qū)動機(jī)構(gòu)指向精度和動態(tài)特性的影響。冗余約束的存在,使得影響驅(qū)動機(jī)構(gòu)的因素增多,特別當(dāng)冗余約束間隙大小不一致時(shí)對定位精度和速度等動態(tài)特性的影響;由于裝配條件的限制

4、,同軸度誤差在對精度要求非常高的衛(wèi)星天線機(jī)構(gòu)中帶來的影響不能忽略;在衛(wèi)星天線驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中,運(yùn)動副之間的距離也會對定位精度產(chǎn)生一定的影響。
　　最后,分析結(jié)構(gòu)特性對衛(wèi)星天線的指向精度和動態(tài)特性的影響,主要考慮了間隙摩擦、剛度和阻尼等因素。細(xì)化對運(yùn)動副間隙處的摩擦作用的描述,準(zhǔn)確表現(xiàn)運(yùn)動副間隙的剛度和阻尼特性,由于摩擦、剛度和阻尼等因素的存在,除了會給雙軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的動態(tài)定位精度帶來影響外,還會給機(jī)構(gòu)帶來不可預(yù)知的外界激勵(lì)和振動