本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种微振动模拟平台及一种微振动模拟系统。
背景技术：
空间光学遥感器具有十分重要的商业及军事价值，一直是各国关注的重点技术，但空间飞行器上的各种扰动会给空间光学遥感器的成像质量带来严重影响。因此，要想进一步提高空间光学遥感器的观测性能，必须开展空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性方面的研究工作。
对此，国内外在微振动试验领域开展了很多尝试，目前，现有的微振动结构只能输出三个自由度的扰动源，即现有的微振动结构只能模拟x、y、z三个方向的平动自由度这三个自由度的扰动信号，使得现有空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性有待进一步提高。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种微振动模拟平台，能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境的适应性。
为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种微振动模拟平台，包括：
基础工装，所述基础工装包括相互平行的第一表面和第二表面，以及连接所述第一表面和所述第二表面的侧面，其中，所述第一表面用于固定卫星模拟件，所述第一表面的中心为三维坐标系的原点，所述三维坐标系包括位于所述第一表面内的x轴、y轴和垂直于所述第一表面的z轴；
多个单轴电磁激励器，所述多个单轴电磁激励器包括：固定于所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器以及固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器；
其中，所述第一单轴电磁激励器沿第一方向做往返运动，所述第一方向与所述y轴形成第一夹角；
所述第二单轴电磁激励器沿第二方向做往返运动，所述第二方向与所述y轴形成第二夹角；
所述第三单轴电磁激励器沿第三方向做往返运动，所述第三方向与所述y轴形成第三夹角；
所述第四单轴电磁激励器沿第四方向做往返运动，所述第四方向平行于所述z轴；
所述第五单轴电磁激励器沿第五方向做往返运动，所述第五方向平行于所述z轴；
所述第六单轴电磁激励器沿第六方向做往返运动，所述第六方向平行于所述z轴；
其中，所述第二表面的中心位于所述z轴上，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中至少两个方向不平行，且所述第三方向不经过所述z轴。
可选的，所述第一方向经过所述z轴；所述第二方向经过所述z轴。
可选的，所述第一夹角为0°，所述第二夹角为90°。
可选的，所述第四单轴电磁激励器、所述第五单轴电磁激励器和所述第六单轴电磁激励器到所述第二表面的中心之间的距离相等。
可选的，所述第四单轴电磁激励器、所述第五单轴电磁激励器和所述第六单轴电磁激励器中任意两个单轴电磁激励器在所述第一表面上的投影的中心与所述第一表面的中心之间的连线所成的夹角为120°。
可选的，所述第一方向、第二方向和所述第三方向位于同一平面内，该平面平行于所述第二表面。
可选的，所述第二表面内具有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，所述第四单轴电磁激励器固定于所述第一凹槽内，所述第五单轴电磁激励器固定于所述第二凹槽内，所述第六单轴电磁激励器固定于所述第三凹槽内。
可选的，所述第一凹槽、所述第二凹槽与所述第三凹槽为圆形凹槽。
可选的，所述第二表面内还具有多个第四凹槽。
一种微振动模拟系统，包括上述任一项所述的微振动模拟平台以及控制装置，
所述控制装置用于基于目标输出信号，生成控制信号，输出给所述多个单轴电磁激励器，控制所述多个单轴电磁激励器进行往返运动。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明实施例所提供的微振动模拟平台，包括沿第一方向做往返运动的第一单轴电磁激励器，沿第二方向做往返运动的第二单轴电磁激励器和沿第三方向做往返运动的第三单轴电磁激励器，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中至少两个方向不平行，且所述第三方向不经过所述z轴，从而使得第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器可提供五个自由度的激振力，分别为沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境的适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种微振动模拟平台的结构示意图；
图2为图1示出的微振动模拟平台的俯视图；
图3为本发明实施例提供的一种音圈电机的剖视图；
图4为本发明实施例提供的一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图；
图6为本发明实施例提供的再一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图；
图8为本发明实施例提供的又一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图；
图10为本发明实施例提供的又一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图；
图12为本发明实施例提供的又一种多个单轴电磁激励器与基础工装相对位置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
正如背景技术部分所述，由于现有的微振动结构只能输出三个自由度的微振动，即现有的微振动结构只能模拟三个自由度的扰动信号,使得现有空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性有待进一步提高。
发明人研究发现，空间光学遥感器工作时的空间微振动主要由设备工作时产生，典型的振动源包括太阳帆板驱动机构、姿态调整机构、冷却机构、空间站的生保系统等。这些振动具有分布频带宽、振动形式多样等特点。这些微振动对一般精度要求不高的设备不会造成很大影响，但空间光学遥感器中的大型空间望远镜的焦距大，分辨率要求高，即使微小的振动也会导致空间望远镜的后端焦平面的像点移动超过允许范围，造成图像模糊，成像质量下降。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种微振动模拟平台。图1示出了本发明实施例提供的一种微振动模拟平台的结构示意图，图2为图1示出的微振动模拟平台的俯视图，如图1和图2所示，该微振动模拟平台包括：
基础工装100，所述基础工装100包括相互平行的第一表面和第二表面，以及连接所述第一表面和所述第二表面的侧面101，其中，所述第一表面用于固定卫星模拟件，所述第一表面的中心为三维坐标系的原点，所述三维坐标系包括位于所述第一表面内的x轴、y轴和垂直于所述第一表面的z轴；
多个单轴电磁激励器，所述多个单轴电磁激励器包括：固定于所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器1、第二单轴电磁激励器2和第三单轴电磁激励器3以及固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器4、第五单轴电磁激励器5和第六单轴电磁激励器6；
其中，所述第一单轴电磁激励器1沿第一方向a做往返运动，所述第一方向a与所述y轴形成第一夹角；所述第二单轴电磁激励器2沿第二方向b做往返运动，所述第二方向b与所述y轴形成第二夹角；所述第三单轴电磁激励器3沿第三方向c做往返运动，所述第三方向c与所述y轴形成第三夹角；所述第四单轴电磁激励器4沿第四方向做往返运动，所述第四方向平行于所述z轴；所述第五单轴电磁激励器5沿第五方向做往返运动，所述第五方向平行于所述z轴；所述第六单轴电磁激励器6沿第六方向做往返运动，所述第六方向平行于所述z轴；其中，所述第二表面的中心位于所述z轴上，所述第一方向a、所述第二方向b和所述第三方向c中至少两个方向不平行，且所述第三方向c不经过所述z轴。
需要说明的是，在本发明实施例中，图中的双箭头为对应的单轴电磁激励器的往返运动的方向，每个单轴电磁激励器的空间坐标不同，且任意两个单轴电磁激励器不能交叠设置。
具体的，在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述单轴电磁激励器为沿其中心轴线做往返运动的电机，即所述单轴电磁激励器的运动方向平行于其中心轴线，可选的，所述单轴电磁激励器可以为音圈电机。
如图3所示，在本发明的一个实施例中，所述音圈电机包括壳体7，以及位于壳体内的动子8、定子9、贯穿定子和动子的轴10以及分别设置在轴10两端的弹簧片11，还包括用于将壳体7固定在所述基础工装100的第二表面或是侧面的底座12，所述音圈电机可沿轴向(即轴延伸的方向)做往返运动，提供轴向激振力，其中，轴向为所述单轴电磁激励器做往返运动所沿的方向。由于在音圈电机的轴两端安装了弹簧片，从而使得音圈电机在提供轴向激振力时，两端弹簧片可以提高轴的横向刚度，防止轴左右摇摆，提高了轴的横向基频，进而提高音圈电机输出的轴向激振力的精度。
本发明实施例所提供的微振动模拟平台，包括沿第一方向a做往返运动的第一单轴电磁激励器，沿第二方向b做往返运动的第二单轴电磁激励器和沿第三方向c做往返运动的第三单轴电磁激励器，其中，所述第一方向a、所述第二方向b和所述第三方向c中至少两个方向不平行，且所述第三方向c不经过所述z轴，从而使得第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器在空间坐标系中可提供五个自由度的激振力，分别为沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境的适应性。
需要说明的是，在关注卫星平台微振动环境之前，国外在微振动试验领域开展了很多尝试，我国主要是针对微振动源或微振动结构传递开展了相关试验，尚未系统全面地开展微振动试验，直到20世纪80年代国外才开始关注卫星平台微振动环境，并开展了相关的研究工作，并认为航天器最大的扰动源是反作用飞轮扰动和热抖动。为了进行航天器在轨微振动环境实验，获取在轨航天器结构的微动力特性，需要对卫星微振动环境进行模拟，而国内外的研究主要集中于理论建模仿真，还尚未形成统一的微振动实验验证方法。
虽然微振动环境的模拟可以采用陀螺、反作用飞轮等真实的扰动设备，但是，利用该种方式模拟微振动，经济成本高昂且只能模拟单一的扰动源，而实际微振动测试时扰动设备有多个，故无法有效考核不同振动量级下载荷的性能变化。而采用电磁式或机械式激励器模拟微振动环境，就能很好地解决这些问题，但国内外其仅能提供三个自由度的扰动源。
具体来说，目前能够提供三个自由度的扰动源的结构是正交式结构，三个单轴电磁激励器分别沿三维坐标系的x轴、y轴、z轴设置，且三个单轴电磁激励器分别沿三维坐标系的x轴、y轴、z轴做往返运动。即目前提供的正交式结构只能够提供沿x轴的平动自由度的激振力，沿y轴的平动自由度的激振力和沿z轴的平动自由度的激振力，且正交式结构比较松散，基频较低。而本发明中提供的多个单轴电磁激励器可以包括至少6个单轴电磁激励器，以6个单轴电磁激励器为例进行说明，其中，三个单轴电磁激励器固定在基础工装的侧面，三个单轴电磁激励器固定在基础工装的第二表面，使得该微振动模拟平台不仅能够提供六个自由度的激振力，而且结构紧凑，基频较高，进而使得该微振动模拟平台输出的激振力模拟真实环境的扰动信号的精度高。
可选的，第一夹角的取值范围为0-90度，包括端点值；第二夹角的取值范围为0-90度，包括端点值；第三夹角的取值范围为0-90度，包括端点值。
由于第一方向a和第二方向b可都经过z轴，也可都不经过z轴，或者一个经过z轴，一个不经过z轴，下面结合多个单轴电磁激励器与基础工装的相对位置进行具体说明：
在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图4所示，以所述第一方向a不经过所述z轴，所述第二方向b不经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为0度，第二夹角为90度，第三夹角为90度为例，在本发明实施例中，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a不经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为0度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力；而第二单轴电磁激励器的第二方向b不经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为90度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为90度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图5所示，以所述第一方向a不经过所述z轴，所述第二方向b不经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为0度，第二夹角为90度，第三夹角为30度为例，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a不经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为0度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力；而第二单轴电磁激励器的第二方向b不经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为90度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为60度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供五个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图6所示，以所述第一方向a经过所述z轴，所述第二方向b不经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为0度，第二夹角为90度，第三夹角为0度为例，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为0度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供两个自由度的激振力，分别为沿y轴平动的自由度的激振力，以及绕x轴转动的自由度的激振力，而第二单轴电磁激励器的第二方向b不经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为90度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为0度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在本实发明的另一个实施例中，如图7所示，以所述第一方向a经过所述z轴，所述第二方向b不经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为90度，第二夹角为90度，第三夹角为0度为例，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为90度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供两个自由度的激振力，分别为沿x轴平动的自由度的激振力，以及绕y轴转动的自由度的激振力，而第二单轴电磁激励器的第二方向b不经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为90度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为0度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿x轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在本实发明的另一个实施例中，如图8所示，以所述第一方向a经过所述z轴，所述第二方向b不经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为0度，第二夹角为0度，第三夹角为60度为例，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为0度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供两个的自由度的激振力，分别为沿y轴平动的自由度的激振力，以及绕x轴转动的自由度的激振力，而第二单轴电磁激励器的第二方向b不经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为0度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为60度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供五个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在上述实施例的基础上，在本实发明的一个实施例中，如图9所示，以所述第一方向a经过所述z轴，所述第二方向b不经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为30度，第二夹角为0度，第三夹角为90度为例，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为30度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供四个的自由度的激振力，分别为沿x轴平动的自由度的激振力，绕x轴转动的自由度的激振力，y轴平动的自由度的激振力，以及绕y轴转动的自由度的激振力，而第二单轴电磁激励器的第二方向b不经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为0度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为90度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在发明其他实施例中，只要所述第一方向a经过所述z轴，且第一夹角不为0度或90度时，所述第一单轴电磁激励器可以提供四个自由度的激振力，分别为沿x轴平动的自由度的激振力，绕x轴转动的自由度的激振力，y轴平动的自由度的激振力，以及绕y轴转动的自由度的激振力，而且，由于所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过所述z轴，从而使得所述第三单轴电磁激励器能够提供一个绕z轴转动的自由度的激振力。另外，固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少能够提供一个沿z轴平动的自由度的激振力，那么所述第二单轴电磁激励器的第二方向b可以经过所述z轴，也可以不经过所述z轴，只要不和所述第一单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器的设置位置产生影响，且保持整个微振动模拟平台的重量平衡即可。本发明并不做限定，具体视情况而定。
在上述实施例的基础上，在本实发明的一个实施例中，如图10所示，以所述第一方向a经过所述z轴，所述第二方向b经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为0度，第二夹角为90度，第三夹角为90度为例，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为0度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供两个的自由度的激振力，分别为沿y轴平动的自由度的激振力，以及绕x轴转动的自由度的激振力，而第二单轴电磁激励器的第二方向b经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为90度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供二个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力以及绕y轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为90度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在上述实施例的基础上，在本实发明的一个实施例中，如图11所示，以所述第一方向a经过所述z轴，所述第二方向b经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为0度，第二夹角为90度，第三夹角为60度为例，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为0度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供两个的自由度的激振力，分别为沿y轴平动的自由度的激振力，以及绕x轴转动的自由度的激振力，而第二单轴电磁激励器的第二方向b经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为90度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供二个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力以及绕y轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为60度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供五个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，沿y轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述第一方向a、第二方向b和所述第三方向c位于同一平面内，该平面平行于所述第二表面，而且，由于所述第一方向a与所述y轴形成第一夹角0度，所述第二方向b与所述y轴形成第二夹角90度，所述第三方向c与所述y轴形成第三夹角60度，从而使得所述第一单轴电磁激励器平行于y轴、第二单轴电磁激励器平行于x轴和所述第三单轴电磁激励器与y轴形成的第三夹角为60度，也就是说，上述单轴电磁激励器均处于特殊位置，从而使得所述第一单轴电磁激励器，第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器在所述基础工装上的分布简单，进而在获得各单轴电磁激励器输出的轴向激振力时，计算量较小。
在上述实施例的基础上，在本实发明的一个实施例中，如图12所示，以所述第一方向a经过所述z轴，所述第二方向b经过所述z轴，所述第三方向c不经过所述z轴，且第一夹角为30度，第二夹角为90度，第三夹角为90度为例，由于第一单轴电磁激励器的第一方向a经过所述z轴，且所述第一方向a与所述y轴形成的第一夹角为30度，从而使得所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动时能够提供四个自由度的激振力，分别为沿x轴平动的自由度的激振力，绕x轴转动的自由度的激振力，y轴平动的自由度的激振力，以及绕y轴转动的自由度的激振力，而第二单轴电磁激励器的第二方向b经过所述z轴，且所述第二方向b与所述y轴形成的第二夹角为90度，从而使得第二单轴电磁激励器沿第二方向b做往返运动时能够提供二个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力以及绕y轴的转动自由度的激振力；所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过z轴，且所述第三方向c与所述y轴形成的第三夹角为90度，从而使得所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动时能够提供三个自由度的激振力，分别为沿x轴的平动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力以及绕z轴的转动自由度的激振力。由上可知，固定在所述基础工装侧面的第一单轴电磁激励器、第二单轴电磁激励器和第三单轴电磁激励器总共能够提供沿y轴的平动自由度的激振力，沿x轴的平动自由度的激振力，绕x轴的转动自由度的激振力，绕y轴的转动自由度的激振力，以及绕z轴的转动自由度的激振力，这五个自由度的激振力。又由于固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器的往返运动方向均平行于所述z轴，从而使得固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少还能够提供沿z轴的平动自由度的激振力，因此，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
在发明其他实施例中，只要所述第一方向a经过所述z轴，且第一夹角不为0度或90度时，所述第一单轴电磁激励器沿第一方向a做往返运动可以提供四个自由度的激振力，分别为沿x轴平动的自由度的激振力，绕x轴转动的自由度的激振力，y轴平动的自由度的激振力，以及绕y轴转动的自由度的激振力，而且，由于所述第三单轴电磁激励器的第三方向c不经过所述z轴，因此，不管所述第三单轴电磁激励器的第三夹角取何值时，所述第三单轴电磁激励器沿第三方向c做往返运动均能够提供一个绕z轴转动的自由度的激振力。另外，固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器至少能够提供一个沿z轴平动的自由度的激振力，那么所述第二单轴电磁激励器的第二夹角可以取0-90度的任一值。本发明并不做限定，具体视情况而定。
可选的，所述第四单轴电磁激励器、所述第五单轴电磁激励器和所述第六单轴电磁激励器到所述第二表面的中心之间的距离相等。需要说明的是，所述第四单轴电磁激励器、所述第五单轴电磁激励器、所述第六单轴电磁激励器中任意两个所述单轴电磁激励器在第一表面投影的中心到第二表面在所述第一表面投影的中心之间的距离a均相等。而且，固定于所述第二表面的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器在第一表面的投影以及第二表面在所述第一表面投影的中心之间的距离越大，当在第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器输出的激振力不变的情况下，此种结构可以使微振动模拟平台的第四单轴电磁激励器、第五单轴电磁激励器和第六单轴电磁激励器输出力矩较大，控制精度越高。
在上述实施例的基础上，在本实发明的一个实施例中，所述第四单轴电磁激励器、所述第五单轴电磁激励器和所述第六单轴电磁激励器中任意两个单轴电磁激励器在所述第一表面上的投影的中心与所述第一表面的中心之间的连线所成的夹角为120度，从而使得所述第四单轴电磁激励器、所述第五单轴电磁激励器和所述第六单轴电磁激励器均匀分布在第二表面。
在上述实施例的基础上，在本实发明的一个实施例中，参照上图1所示，所述第二表面内具有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，所述第四单轴电磁激励器4固定于所述第一凹槽内，所述第五单轴电磁激励器5固定于所述第二凹槽内，所述第六单轴电磁激励器6固定于所述第三凹槽内，由于所述第四单轴电磁激励器、所述第五单轴电磁激励器和所述第六单轴电磁激励器对应设置在第二表面内的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽内，从而使得所述微振动模拟平台结构紧凑，节省空间，又由于第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽设置在基础工装内，从而减轻了基础工装的重量，进而减少基础工装对各单轴电磁激励器输出力的损耗，使得上述单轴电磁激励器通过传递在基础工装安装界面处输出的激振力较大。
需要说明的是，所述第一凹槽、所述第二凹槽与所述第三凹槽在所述第一表面内的投影形状可以为圆形，方形，六边形或三角形等任意形状。可选的，所述第一凹槽、所述第二凹槽与所述第三凹槽为圆形凹槽，而且由于所述单轴电磁激励器的外部轮廓为弧形设置，从而使得圆形凹槽更好的固定所述单轴电磁激励器，使得所述微振动模拟平台更稳定。
在上述实施例的基础上，在本实发明的一个实施例中，继续参照上图1所示，所述第二表面内还具有多个第四凹槽，用于减轻所述基础工装的重量，进一步减少基础工装自身能量的损失使得所述单轴电磁激励器所输出的激振力较大。
相应的，本发明还提供了一种微振动模拟系统，该模拟系统包括：微振动模拟平台以及控制装置，所述微振动模拟平台为上述任一实施例所提供的微振动模拟平台；所述控制装置用于基于目标输出信号，生成控制信号，输出给所述多个单轴电磁激励器，控制所述多个单轴电磁激励器进行往返运动。
需要说明的是，所述微振动模拟平台中的多个单轴电磁激励器分别通过信号传输线与控制装置电连接。所述单轴电磁激励器在接收到控制信号后，进行往返运动，从而使得微振动模拟平台输出模拟目标信号，将该模拟目标信号与目标输出信号比较即可获得该微振动模拟平台的模拟精度。
本发明提供的模拟系统中，所述控制装置基于目标输出信号，生成控制信号，并将生成的控制信号输出给所述多个单轴电磁激励器，控制所述多个单轴电磁激励器进行往返运动，从而使得所述微振动模拟平台可以模拟六个自由度的激振力。
需要说明的是，所述目标输出信号可以为真实的扰动实验数据，由于本发明中公开的微振动模拟平台能够提供多种类型的扰动源，只要控制装置基于真实的扰动实验数据生成控制信号，并将该控制信号输出给所述多个单轴电磁激励器，控制所述多个单轴电磁激励器进行往返运动，即可使得所述微振动模拟平台可以模拟六个自由度的激振力，从而模拟贴近真实的微振动环境。
具体的，在本发明的一个实施例中，所述控制装置通过控制策略实现空间实时解耦，以实现对所述多个单轴电磁激励器的控制。其中，本发明中的控制策略是指：通过对传递函数取广义逆获得控制函数。当需要微振动模拟平台输出模拟目标信号时，控制装置将目标输出信号乘以控制函数即得到控制信号，并将该控制信号输入到微振动模拟平台中的多个单轴电磁激励器，控制所述多个单轴电磁激励器进行往返运动，输出所述模拟目标信号。
需要说明的是，传递函数是基于多组目标输出信号和控制信号的实验数据获得到的，用于表征输入到所述控制装置的目标输出信号与所述控制装置输出的控制信号之间关系的一个函数。由于基于输入到所述控制装置的所述目标输出信号，利用所述传递函数，获得所述控制装置输出的控制信号已为本领域技术人员所熟知，对此不再详细赘述。
由于现有技术中正交式结构比较松散，基频低，从而使得用于控制该结构输出三个自由度的扰动源的模拟系统的带宽频率比较低。而本发明中提供的多个单轴电磁激励器可以包括至少6个单轴电磁激励器，以6个单轴电磁激励器为例进行说明，其中，三个单轴电磁激励器固定在基础工装的侧面，三个单轴电磁激励器固定在基础工装的第二表面，使得该微振动模拟平台不仅能够提供六个自由度的激振力，而且结构紧凑，基频较高，使得用于控制该微振动模拟平台输出六个自由度的激振力的模拟系统的带宽频率要大于现有正交式构型的模拟系统的带宽频率，进而使得所述微振动模拟平台在该模拟系统的带宽内的控制精度更好。
可选的，本发明的模拟系统的输出频率带宽的取值范围为10hz-300hz，以使得所述微振动模拟平台的输出频率误差在2％以内，输出振动量级误差在10％以内。
综上可知，本发明提供的微振动模拟平台能够提供六个自由度的激振力，从而可以模拟六个自由度的扰动信号，更接近真实的微振动环境，有利于提高空间光学遥感器对卫星平台微振动环境适应性，进而提高空间光学遥感器的观测性能。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。