控制力矩陀螺的高频微振动特性研究

项目名称： 控制力矩陀螺的高频微振动特性研究

项目编号： No.11202233

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 蒋建平

作者单位： 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 卫星的高姿态稳定度是确保高分辨率成像的关键之一。作为卫星姿态控制系统的执行机构，控制力矩陀螺（Control Moment Gyro，CMG）在工作时产生的高频微振动将严重影响卫星姿态稳定精度，降低成像质量。因此，必须对这种微振动实施控制。但是，对CMG高频微振动产生的机理、振动特性、振动传播特性以及CMG群组的振动特性，目前还没有很好的理论解释和分析方法。针对这些问题，本项目首先基于Herztian弹性接触理论研究框架静止时CMG的微振动特性，然后建立框架运动时系统的耦合动力学模型，应用多尺度方法分析系统的微振动特性，并研究不同构型CMG群组的微振动特性，最后将实验测量的CMG微振动特性与理论分析结果进行对比。通过研究，揭示CMG产生高频微振动的机理，准确把握它的振动特性，提供较为准确的理论分析模型，为CMG高频微振动的控制奠定基础。

中文关键词： 控制力矩陀螺；微振动；动力学建模；试验测试；

英文摘要： High attitude stability is one of the important issues to obtain high resolution pictures for satellite. However, the control momont gyro(CMG) which is widely used in satellites, will produce high frequency microvibrations.These microvibrations will influence the attitude satbility and pointing precision significantly. Thus, the microvibrations have to be contolled. Unfortunately, the mechanism and characteristics of microvibration of CMG are not still understood clearly at present. In order to solve this problem, firstly, the micrvibrations characteristics of CMG are studied based upon the Herztian theory when the gimbals is static. After that the coupled dynamic models of CMG with motive gimbals are presented, and the microvibration characterisitcs are analyzed by using the multiscale analysis method. The microvibration characteristics of CMGs with different configuration and the microvibration test are developed. All these studies will help us to reveal the mechanism of CMG's microvibration, to understand the microvration characteristics and provide accurate dynamic model. These results will establish fundaments for the microvibration control of CMG.

英文关键词： Control Moment Gyro；micro-vibration；dynamic modeling；experimental test；