基于三轴气浮台的微波成像仪干扰力矩测量方法研究.pdf

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1、第32卷2015年第2期上海航天AEROSPACESHANGHAI文章编号：1006—1630(2015)02—0059—05基于三轴气浮台的微波成像仪干扰力矩测量方法研究翁艺航1、3，杨立峰2，薛孝补2，刘鹏飞1(1．上海航天电子技术研究所，上海201109；2．上海卫星工程研究所，上海200240；3．上海交通大学机械动力学院，上海200240)摘要：对一种基于三轴气浮台的微波成像4艾ff-$E2矩测量方法进行了研究。用三轴气浮台实现微波成像仪的静不平衡量、动不平衡量的测量和现场整机配平，经在轨飞行验证，卫星姿态稳

2、定度有大幅提高，方法有效、可行。关键词：微波成像仪；干扰力矩测量；三轴气浮台中图分类号：V416文献标志码：AResearchonMeasuringMethodofDisturbanceTorqueProducedbyMWRIBasedonThree-AxisAirBearingTestbedWENGYi—han91’3，YANGLi—fen92，XUEXiao—bu2，LIUPeng—feil(1．ShanghaiAerospaceElectronicTechnologyInstitute，Shanghai20110

3、9，China；2．ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai200240，China；3．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Ameasuringmethodofdisturbancetorqueproducedbymicrowaveradiometerimager(MWRI)basedonthree-axisairbearin

4、gtestbedwasstudiedinthispaper．Thestaticanddynamicunbalanceofthepayloadweremeasuredandbalancedinwhole-machineusingthethree-axisairbearingtestbed．Theon-orbitflightdatashowedthattheattitudestabilityofthespacecraftwasgreatlyimproved。Keywords：Microwaveradiometerimage

5、r；Disturbingtorquemeasured；Three-axisairbearingtestbed0引言FY-3气象卫星为我国第二代极轨气象卫星，配置的微波成像仪是主要遥感仪器之一。该载荷可实现全球降雨、云和大气中水汽含量、土壤湿度、海温、海冰、雪覆盖及海面油污等分布的探测。微波成像仪采用机械扫描方式，其转动部分质量60kg，转动周期分1．7，1．8，2．0S三档。以微波成像仪为代表的大型部件在装星前应进行干扰力矩的测量，对其静不平衡量、动不平衡量进行配平，减少其运转过程对卫星姿态的干扰。本文对一种基于三轴气

6、浮台的微波成像仪干扰力矩测量方法进行了研究。1动力学模型1．1坐标系气浮台坐标系：气浮台台体上标有刻度，取0。位置为OX。轴；90。位置为0yt轴；oZ。轴与OX。、O×轴右手正交。成像仪坐标系：微波成像仪的机械零位(成像仪锁定位置)为成像仪坐标系0X。轴；OZ。轴与台体OZ。轴重合；0Yt轴与0X。、0Zt轴右手正交。微波成像仪坐标系绕OZ。轴以叫(1．7，2．0S两档)旋转，方向一0Z。轴(俯视顺时针方向)。微波成像仪坐标系0X。轴与气浮台坐标系ox。轴间夹角p一11．25。，两坐标系间关系如图1所示。收稿日期：2

7、013—10～28；修回日期：2013-12-25作者简介：翁艺航(1984一)，男。硕士，主要研究方向为有效载荷I．2动平衡试验动力学模型结构总体设计。假设一圆柱旋转体绕其中心轴以∞。匀速旋转，上海航天＼EROSPACESHANGHAI第32卷2015年第2期图l微波成像仪坐标系与气浮台坐标系间关系Fig．1RelationshipofMWRIcoordinateandairtestbedcoordinate原为一动不平衡转动体如图2所示。经动平衡测试后，在圆柱体上增加质量块(优。，，．。)，(m：，r：)，(礁；，

8、r3)后，其整体会达到动平衡状态，／Tt。，m：的连线过中心转动轴，且满足m。r。+m：r：一0。取转动体上的任意微元体d优，其至点A的矢径为r，点A在转动轴上。根据达朗贝尔原理有∞。×J。·∞。+m1(∞。)2(R1×r1)+mz(co。)2(R2×，2)+m3(co。)2(R3×r3)一M；(1)m((cJ。)2P。。+772