模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台的精度评判方法与流程

技术领域

本发明涉及半物理仿真系统精度评判，具体是模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台的精度评判方法。

技术背景

模拟柔性太阳翼驱动动力学过程是由对日定向装置驱动机构半物理仿真试验台实现的，柔性太阳翼驱动动力学半物理仿真试验台是评价对日定向装置性能的试验设备，在对日定向装置驱动柔性太阳翼驱动控制性能测试过程中，会因试验设备性能和加载偏差等因素而引起柔性太阳翼驱动控制不稳定等问题，因此有必要对模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台的精度作准确评判。而实际太阳能帆板特性非常复杂，为多自由度柔性系统，其特性难以认识清楚。故需设计经济高效的方法来准确的评判模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台的精度。太阳电池阵大范围运动反作用力矩求解方法研究，赵真，2010，振动与冲击；介绍了柔性太阳翼动力学反作用力矩的求解方法。

目前有关模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台精度的评判方法还未见公开资料。

技术实现要素：

发明所要解决的问题是准确评判模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台的精度，本发明提出一种模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台的精度评判方法。该方法通过如下步骤实现：

步骤1、设置惯量盘与扭杆装置模拟太阳翼负载，通过气浮轴承支承，消除摩擦力；所述扭振装置包括惯量盘[1]、气浮轴承[2]和扭杆[3]，所述的驱动电机[7]安装在基座[6]上，扭矩传感器[5]安装在电机[7]轴端，联轴器[4]连接扭杆[3]和扭矩传感器[5]；

步骤2、调整惯量盘质量与扭杆扭转刚度实现不同的扭振频率；

步骤3、驱动电机按速度阶跃来模拟太阳翼驱动；

步骤4、通过扭矩传感器测量扰动扭矩作为理论值，以相同工况下仿真试验台加载的力矩与理论值的幅值与频率偏差来量化评判仿真试验台的精度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

利用本发明方法有效的评判模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台精度能力，并且经济、实施容易，准确度高。可以广泛应用于模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台精度评判。

附图说明

图1为本发明模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台精度评判方法简图；

图2为本发明模拟太阳翼驱动速度指令示意；

图3为本发明扭振频率调节示意图；

图4为扰动扭矩加载值与理论值的幅值与频率偏差来量化精度示意。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细说明。

本发明技术方法由以下部分组成：

如图1所示扭振装置由惯量盘1、气浮轴承2和扭杆3组成，所述的驱动电机7安装在基座6上，扭矩传感器5安装在电机7轴端，联轴器4连接扭杆3和扭矩传感器5。以惯量盘扭杆装置替代试验台加载电机，试验启动，驱动电机7按速度指令启动，带动扭振装置，由于惯量盘惯性及扭杆弹性作用，扭振装置在转动的同时，按一定频率扭摆，通过扭矩传感器5测量扭振装置的扰动力矩，将该扰动力矩与模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台上相同工况加载力矩对比，从其中读出扰动力矩幅值与频率偏差来量化试验台加载精度。

如图2所示按阶跃速度指令来驱动驱动电机7，模拟太阳翼对日跟踪驱动。

如图3所示调整不同扭振频率时，通过调整惯量盘质量、惯量盘力中心轴的距离来调整负载等效惯量，通过调整扭杆端面界面积来调整扭杆等效刚度，从而实现模拟不同扭振频率。

如图4所示从扭矩传感器5中测量扰动力矩值，将该扰动力矩与模拟柔性太阳翼驱动动力学仿真试验台上相同工况加载力矩对比，读出扰动力矩幅值与频率偏差来量化试验台加载精度。

其判别步骤如下：

步骤1、设置惯量盘与扭杆装置模拟太阳翼负载，通过气浮轴承支承，消除摩擦力；

步骤2、调整惯量盘质量与扭杆扭转刚度实现不同的扭振频率；

步骤3、驱动电机按速度阶跃来模拟太阳翼驱动；

步骤4、通过联轴器与驱动电机轴之间的扭矩传感器测量扰动扭矩作为理论值，通过扭矩传感器测量扰动扭矩作为理论值，以相同工况下仿真试验台加载的力矩与理论值的幅值与频率偏差来量化评判仿真试验台的精度。

为了实现不同频率的扭振驱动过程，通过调整惯量盘质量、惯量盘离中心轴的距离来调整负载等效惯量，通过调整扭杆端面截面积来调整扭杆等效刚度，从而实现模拟不同扭振频率。

模拟柔性太阳翼驱动动力学本质特性为：

，其中m为惯量盘质量，l为惯量盘距离中心轴距离，G为扭杆材料剪切模量，L为扭杆长度，D为扭杆截面积。柔性太阳翼由多阶模态组成，考核时按单频率逐个考核，从扭矩传感器测量扰动扭矩，分析扰动扭矩值、扰动扭矩频率与理论值的偏差来评判模拟柔性太阳翼驱动动力学半物理仿真试验台精度。

本发明方法可用于评判模拟柔性太阳翼驱动动力学、或各种模拟动力学过程的半物理仿真系统中。