卫星成像设备用精密主动隔振器的结构设计与分析

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1、分类号学号M201370620学校代码10487密级硕士学位论文卫星成像设备用精密主动隔振器的结构设计与分析学位申请人：梁宏锋学科专业：机械工程指导教师：姜伟讲师答辩日期：2015年05月14日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStructureDesignandAnalysisofanActiveVibrationIsolationSystemforImagingDeviceonSatelliteCandida

2、te：LiangHongfengMajor：MechanicalEngineeringSupervisor：LecturerJiangWeiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的

3、法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要对遥感卫星而言，成像品质至关重要。而卫星在轨运

4、行期间，由于搭载设备的正常运转会造成空间环境微振动，卫星平台的主要振动源包括反作用轮的姿态调整、调姿推力器、太阳帆板调整、相机扫描机构等，这些微振动是影响高精度遥感卫星指向精度和成像质量等重要性能的主要因素。为了满足高分辨卫星成像等需求，对卫星轨道运行期间的微振动进行有效的抑制，推进我国卫星遥感技术的发展具有重要意义。为此本文提出了基于立方体构型Stewart并联机构的六自由度主动隔振方案，并采用压电陶瓷作为主动隔振系统的执行元件，动态力传感器作为振动信号测量元件，柔性铰链作为转动副，完成了压电式Stewart主动隔振平台的结构设计。分别对压电放大

5、致动器和柔性铰链进行了设计与分析。针对压电放大致动器用实验方法测试压电放大致动器的静态性能和有限元方法进行动态特性分析，分析结果证明压电放大致动器有良好的线性输出和动态特性;针对双向柔性铰链，解析法计算出柔性铰链的转动刚度，并用有限元法验证了解析法的正确性和双向柔性铰链有很高的回转精度。本文利用卡尔丹角描述Stewart负载平台的姿态，推导出Stewart平台运动学逆解，并完成隔振系统的动力学建模。基于积分力反馈控制方法，搭建了单自由度隔振试验平台，试验测得单自由度主动隔振系统传递率曲线，系统的转角频率降低，共振峰值处传递率降低了18dB。最后测试

6、了Stewart隔振系统的传递率曲线，结果表明所设计的隔振平台有较好的性能。关键词：Stewart并联机构压电致动器卫星成像设备主动隔振I华中科技大学硕士学位论文AbstractForremotesensingsatellite,theimagequalityisessential.Butduetothenormaloperationofthemounteddevicewillcausemicro-vibrationduringthesatelliteinorbit.themainvibrationsourcesofsatelliteinclude

7、reactionwheel’sattitudeadjustment、attitudeadiustmentofthrusters、solarpanels’attitudeadjustment、imagingdevices、camerscaningmechanism、etc.Thesemicro-vibrationsarethemainfactorstoaffecthighprecisionremotesensingsatellitepointingaccuracyandimagequalityandotherimportantperformance.

8、Inordertomeettheneedsofhigh-resolutionsatelliteimaging,Micro-