一种主被动一体的隔振装置和隔振平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及减振领域，具体涉及一种用于卫星姿态控制设备在轨微振动控制的主被动一体的隔振装置和隔振平台。
【背景技术】
[0002]随着一大批民用或军事测绘、侦察、深空侦察、天文观测、激光通信等卫星项目的工程立项，这些项目对卫星指向稳定性和观测分辨率要求的不断升级，相关研究机构的科研人员发现卫星姿态振荡、星上回转或往复运动部件对卫星平台的微振动干扰正逐渐成为制约高敏感度有效载荷使用的瓶颈。对于工作在太空环境的精密仪器设备，过大的振动干扰将影响其性能的正常发挥，如对地观测相机，在振动的影响下，其成像效果将会恶化，图像分辨率降低。因此，要求必须采取适当措施，保证敏感有效载荷处于“超静”的振动量级环境下，以实现高精度高分辨率成像。
[0003]研究表明，在航天器的众多搭载设备的干扰中，动量轮、飞轮、控制力矩陀螺等姿态控制部件工作时所产生的扰动是影响有效载荷成像质量的主要扰动源。降低动量轮、飞轮、控制力矩陀螺等振动源对有效载荷扰动的主要措施有:
[0004]—是降低振源的振动输出能量，但是目前的制造水平和工艺水平仅能达到目前的最小静不平衡和动不平衡量；为了满足高精度及甚高精度有效载荷的需求，必须采取各种振动控制措施。
[0005]二是对微振动传递途径中的结构件进行控制和优化，如利用局部刚度优化对安装支架或卫星承力筒结构进行动力学修正和优化或在结构应变较大区域铺设约束阻尼层，但是当扰动源的频率远低于结构板的一阶固有频率(100Hz以上)时，约束阻尼层的减振优势较难发挥。
[0006]三是通过增加附加的减隔振、吸振抑制措施，降低传递到敏感有效载荷处的能量和响应水平。
[0007]从被控系统的运行环境来看，虽然在地面系统中已发展出诸多常规的或高性能的振动控制技术(如结构动力学特性优化、阻尼耗能、吸振、隔振等)，但是由于太空使用环境对振动控制装置的复杂性、可靠性、稳定性、寿命、体积和重量等方面都有特殊要求，地面控制技术不能简单地直接移植到航天器微振动控制中。针对航天器上振动源的控制必须考虑其使用环境的特殊性，研究和发展新型减隔振装置。
[0008]目前针对高频扰动力和力矩，可以采用减隔振的措施进行处理，根据安装界面的不同，可以针对敏感载荷进行减隔振处理，也可以针对动量轮、飞轮、控制力矩陀螺等振源进行减隔振处理。针对动量轮、飞轮及控制力矩陀螺的扰动力特性，同时为了满足其功能要求，所采取的隔振装置需要满足具有六向隔振能力，并且六个方向中的最低固有频率应大于某一频率值(一般至少为12Hz - 15Hz)。
[0009]目前常见的隔振处理措施有多杆隔振平台【E.H.Anderson, J.P.Fumo, R.S.Erwin.Satellite ultraquiet isolat1n technology experiment(SUITE).AerospaceConference Proceedings, IEEE.2000, 4: 299-313.】【M.B.McMickelI, T.Kreider, E.Hansen,T.Davis, M.Gonzalez.0ptical payload isolat1n using the miniaturevibrat1n isolat1n system(MVIS-1I).Proceedings of SPIE, 2007，6527:03-1-03-13.】【A.Preumont, M.Horodinca, 1.Romanescu, B.de Marneffe, M.Avraam, A.Deraemaeker, F.Bossens, A.Abu Hanieh.A six-axis single-stage active vibrat1n isolator basedon Stewart platform.Journal of Sound and Vibrat1n, 2007，300 (3): 644-661.】和柔性隔振装置【W.Y.Zhou, D.X.L1.Design and analysis of an intelligent vibrat1nisolat1n platform for react1n/momentum wheel assemblies, Journal of Sound andVibrat1n, 2012, 331 (13): 2984-3005.】【W.Y.Zhou, D.X.L1.Experimental research ona vibrat1n isolat1n platform for momentum wheel assembly.Journal of Soundand Vibrat1n, 2013, 332 (5): 1157 - 1171.】【D.Kamesh, R.Pandiyan, A.Ghosal.Passivevibrat1n isolat1n of react1n wheel disturbances using a low frequencyflexible space platform.Journal of Sound and Vibrat1n, 2012，331:1310-1330.]【D.Kamesh, R.Pandiyan, A.Ghosal.Modeling, design and analysis of low frequencyplatform for attenuating micro-vibrat1n in spacecraft.Journal of Sound and Vibrat1n, 2010, 329:3431-3450.】。
[0010]针对低频线谱干扰，由于航天器对动量轮姿控特性和指向特性的要求、对航天器在升空过程中冲击抑制的需求，不宜采用隔振频率较低的隔振装置，目前一般采用以下几种方法进行抑制:
[0011]一是采用阻尼处理以增大系统阻尼，阻尼能够抑制固有频率处的响应，采用三参数的阻尼器能够同时不恶化高频响应的抑制效果；
[0012]二是采用主动控制技术，如VISS，SUITE和MIVE等主被动一体化的多杆隔振装置具有较好的低频隔振性能【W.Y.Zhou, D.X.L1.Design and analysis of an intelligentvibrat1n isolat1n platform for react1n/momentum wheel assemblies, Journal ofSound and Vibrat1n, 2012, 331 (13): 2984-3005.】，或在弹性隔振装置上粘贴压电片并采用速度反馈可有效提高阻尼；
[0013]三是采用动力吸振技术，在源头上将动量轮的输出振动转移到动力吸振子上并耗散掉，但是要求吸振子能够自动跟踪姿控设备的转速变化。
[0014]从以上分析可以得到如下结论:
[0015](I)空间飞行器的振动控制需要尽可能采用紧凑、可靠的减振设计，隔振装置能同时有效抑制振源引起的平动和转动自由度的扰动，是进行多自由度振动控制的关键技术。因此所提出的新型隔振装置应当具有隔振平台性质，能够对多向振动同时