空间微振动模拟器构型优化设计研究.pdf

《空间微振动模拟器构型优化设计研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第06期计算机仿真2015年O6月文章编号：1006—9348(2015)06—0224—05空间微振动模拟器构型优化设计研究石柱，徐振邦，杨剑锋，吴清文(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：为提高空间隔振技术的有效性和可靠性，设计一种关于于Stewart并联平台的空间微振动模拟器用作地面试验的振源，并对机构理想构型的设计进行研究。首先，对机构进行数学建模并结合虚功原理和Newton—Euler欧拉公式，得到系统广义质量、刚度、阻尼以及各阶固有频率的数学解析式。然后，根据模拟器的振动频率范围，利

2、用分离变量法对构型参数进行优化设计得到理想构型。为了验证构型下机构仿真振动的有效性和准确性，通过逆动力学解算出输入并将其赋予模型，得到机构的输出力曲线，分析结果表明正弦振动扰动力控制误差为1．58db，输出扰动力频率控制精度为2．85％，各项参数均满足空间微振动模拟器的技术指标要求。关键词：并联平台；空间微振动；构型优化；分离变量法；逆动力学中图分类号：TP394．1；TH691．9文献标识码：BStudyofConfigurationOptimizationDesignforSpaceVibrationSimulatorSHIZhu，XUZhen—bang，YangJian

3、—feng，WUQing—wen(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofScience，Changchunlilin130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)ABSTRACT：Toimprovetheeffectivenessandreliabilityofthespacevibrationisolationtechnology，aspacemicrovibrationsimu

4、latorbasedontheStewartplatformisdesignedasthevibrationsourceforgroundtest，anddeepre—searchoftheconfigurationoptimizationismade．FirstlyamathematicalsystemmodelisbuiltaccordingtotheNewton—Eulerdynamicapproachandvirtualworkequation，andtheformulationsforthesystemmassmatrix，stiffnessma—trix，damp

5、ingmatrixandthemodesayeobtained．Thentheoptimalstructureisgotbyusingthevariableseparationmethodwiththeconsiderationofthe~equeneyrangeofthesimulatedvibration．Toverifytheeffectivenessandaccu—racyofthevibrationsimulationofthesystemintheoptimalshape，theinputforcecurvesofthesixlegsarecomputedbyth

6、eanti—dynamicmodelingandthenimported．Thesystemoutputforcecurveisacquiredanditshowsthatthecontrolerrorofthesindisturbingforceis1．58dbandthatofthedisturbingforce~equencyis2．85％，whichmeetsthetechnicalrequirements．KEYWORDS：Stewart；Spacemicrovibration；Configurationoptimization；Variableseparation

7、method；Anti—dy—namic器．这些微小振动对光学遥感器的分辨率产生极大影响。1引言对空间微振动进行隔振研究已成为相关领域的重点研究课空间飞行器搭载的运动设施将其振动传递给光学遥感题。为提高空间微振动隔振技术的有效性和可靠性，需要对空间微振动的特性进行深人研究且在地面进行充分试验，因基金项目：国家自然科学基金(11302222)；中国科学院长春光学精密此，设计一个能有效仿真空间微振动的运动模拟器是隔振技机械与物理研究所所创新基金(Y2CX1SS125)术及其工程应用的关键问题。收稿日期：20