发射和在轨两用卫星控制力矩陀螺非线性隔振装置性能研究

摘要

许多对地遥感卫星需要实现快速姿态机动以及多区域快速重访能力,需要配备大动量矩控制力矩陀螺作为姿轨控系统的执行部件.然而,控制力矩陀螺转速高,引起的微振动会严重恶化遥感器的在轨工作环境,导致遥感器成像能力下降,从而影响卫星观测分辨率.因此,必须考虑对控制力矩陀螺进行微振动控制.同时,火箭发射时的大量级振动会对控制力矩陀螺隔振装置产生基础激励,会造成控制力矩陀螺较大放大倍数.本文通过引入非线性刚度,同时考虑发射段基础激励的大振动和在轨段力激励小扰动模型,对控制力矩陀螺非线性隔振装置进行了设计,并对非线性刚度进行了优化.研究结果表明,所设计的非线性隔振装置可将发射时的控制力矩陀螺响应放大倍数控制在10倍以下,并且在轨微振动衰减能力达到90％以上,装置具有良好的发射段响应控制和在轨段的微振动隔离能力,满足卫星使用要求.