衛(wèi)星天線雙軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)健康評(píng)估與壽命預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、雙軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是衛(wèi)星天線實(shí)現(xiàn)跟蹤、調(diào)姿、伺服等各項(xiàng)功能的典型航天機(jī)構(gòu),其健康狀況及壽命長(zhǎng)短直接影響到整個(gè)衛(wèi)星的剩余壽命。在龐大復(fù)雜的衛(wèi)星系統(tǒng)中,某一關(guān)鍵部件的故障往往會(huì)引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng),導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行甚至癱瘓。各航天強(qiáng)國(guó)對(duì)于衛(wèi)星長(zhǎng)壽命、高可靠性任務(wù)的迫切需求,使得健康管理系統(tǒng)受到廣泛重視,其主要包含故障診斷、健康狀態(tài)評(píng)判、壽命預(yù)測(cè)等內(nèi)容。針對(duì)以上情況,衛(wèi)星天線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的健康評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)方法的研究具有重要工程價(jià)值。
　　首先,

2、本文針對(duì)故障診斷、健康評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)的基礎(chǔ),分析了雙軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及失效形式,對(duì)雙軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)失效分析采用故障樹(shù)方法。基于故障底事件建立完整故障樹(shù),根據(jù)故障樹(shù)重要度求解出關(guān)鍵失效部件。
　　其次,針對(duì)健康狀態(tài)的評(píng)估,采用動(dòng)態(tài)模糊綜合評(píng)判的方法,克服了傳統(tǒng)模糊評(píng)判的靜態(tài)特性缺陷,權(quán)重矩陣和動(dòng)態(tài)隸屬函數(shù)的引入實(shí)現(xiàn)了評(píng)判的實(shí)時(shí)性;此外,針對(duì)最大隸屬度原則在結(jié)果分析中存在一定的盲目性,對(duì)最大隸屬度適用性進(jìn)行驗(yàn)證。最終選用加權(quán)平均法對(duì)評(píng)判結(jié)

3、果進(jìn)行分析,從而得出合理的健康評(píng)判等級(jí)。
　　然后,對(duì)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的剩余壽命的研究是基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的磨損壽命預(yù)測(cè)。軸承磨損是影響壽命的關(guān)鍵因素,所以,本文建立了間隙運(yùn)動(dòng)副數(shù)學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)副間隙接觸碰撞力模型。通過(guò)基于ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真,得到間隙與接觸力關(guān)系的數(shù)據(jù),利用MATLAB擬合函數(shù),從而由磨損數(shù)學(xué)模型和接觸力函數(shù)建立壽命預(yù)測(cè)模型。在MATLAB中編程循環(huán)迭代至到磨損閾值,得到迭代次數(shù)從而可以計(jì)算出剩余壽命。
　　最后,