本文選題：微振動　切入點(diǎn)：飛輪　出處：《中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所》2017年博士論文

【摘要】：隨著遙感衛(wèi)星分辨率指標(biāo)的不斷提升,為確保相機(jī)高質(zhì)量成像,需要衛(wèi)星具有較高的指向精度和穩(wěn)定性。一般飛行器都具有微小型擾動源,主要由于衛(wèi)星平臺上的轉(zhuǎn)動部件(如飛輪、力矩陀螺)的高速轉(zhuǎn)動、大規(guī)模可以操縱的部件驅(qū)動機(jī)械部件產(chǎn)生步進(jìn)運(yùn)動、軌道變化姿態(tài)調(diào)整時期推進(jìn)器打火沖擊、大型有一定柔度的機(jī)械結(jié)構(gòu)由于飛進(jìn)或飛出黑影產(chǎn)生冷熱變化等從而誘發(fā)微振動。微振動動力學(xué)特征表現(xiàn)為振幅小、頻率高,對大多數(shù)飛行器的運(yùn)行不造成顯著破壞或影響,在實(shí)際工程中一般不考慮;但對高分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星,微振動對其光學(xué)載荷指向精度、姿態(tài)平穩(wěn)度及分辨率等關(guān)鍵功能要素將會產(chǎn)生較大影響。因此,微振動逐漸受到重視并被提上研究日程。高分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌時所處的微振動動力學(xué)環(huán)境很復(fù)雜且難以在地面實(shí)現(xiàn),再加上姿態(tài)控制系統(tǒng)很難做到對微振動的測量和控制,因此在工程應(yīng)用中僅能開展一定條件下的地面實(shí)驗,通常是采用地面上限定條件下的實(shí)驗?zāi)M飛行器在太空中的環(huán)境條件。或者通過相關(guān)數(shù)理建模和數(shù)值分析方法對微振動位移、加速度幅值及頻率分布進(jìn)行研究,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對微振動的測評、限制或隔離。本文以某高分辨率遙感衛(wèi)星為研究對象,針對衛(wèi)星上飛輪產(chǎn)生的微振動對相機(jī)拍攝的圖像質(zhì)量的作用進(jìn)行討論,通過對不同工況下相機(jī)的成像情況和關(guān)鍵性能指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行探討,分析了飛輪微振動、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)、相機(jī)光機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和成像質(zhì)量的關(guān)系,可以作為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參考,也為更好的調(diào)整衛(wèi)星阻尼和優(yōu)化相機(jī)結(jié)構(gòu)提供技術(shù)支撐。本論文主要從下面幾個要素進(jìn)行討論:1.研究了影響圖像質(zhì)量的主要因素和像質(zhì)評價方法,選擇了采用調(diào)制傳遞函數(shù)(modulate transfer function,MTF)作為客觀評價像質(zhì)的指標(biāo)方案。探討了衛(wèi)星微振動與相機(jī)MTF的關(guān)系。2.建立了微振動源的數(shù)學(xué)模型,通過集成建模的方法開展了飛輪微振動對相機(jī)MTF的影響分析。將飛輪的擾動視作簡諧振動,采用光線追跡法,仿真分別得到了6個方向的力和力矩對相機(jī)MTF的影響。3.開展了飛輪微振動作用下次鏡角位移的測量試驗,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計并優(yōu)化了橡膠減振器。通過對比采用相同的飛輪微振動擾動和是否采用橡膠減振器兩種不同工況下的相機(jī)參數(shù)變化,得到了微振動對次鏡角位移影響的測試數(shù)據(jù),并對其進(jìn)行了分析,結(jié)果表明了無減振器下飛輪微振動對角位移具有較大影響,同時證明了設(shè)計的橡膠減振器具有良好的減振效果。。4.搭建了微振動對整星成像影響測試實(shí)驗平臺,模擬了衛(wèi)星在軌情況下飛輪擾動對相機(jī)成像元件影響的物理過程,定量測得了飛輪擾動對成像質(zhì)量的真實(shí)影響,并與集成建模仿真分析結(jié)果進(jìn)行對比,驗證了采用光線追擊的集成建模方法的正確性和合理性。
[Abstract]:This paper discusses the relationship between micro - vibration , satellite structure , camera ' s structure stability and imaging quality . 4 . The experiment platform for the influence of the micro - vibration on the imaging element of the camera is set up , the physical process of the flywheel disturbance on the imaging element of the camera is simulated , the real influence of the flywheel disturbance on the imaging quality is quantitatively measured , and compared with the result of the integrated modeling simulation analysis , the correctness and rationality of the integrated modeling method using ray tracing are verified .

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：V445.8

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭轉(zhuǎn)運(yùn),楊文霞;微振動的激光外差測量[J];大學(xué)物理;1985年11期

2 韓萬強(qiáng);張明軒;;雙擺自由微振動分析[J];長江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)理工卷;2009年01期

3 曹忠權(quán),王好根,郭鐵拴;場地微振動及其強(qiáng)度特征分析[J];土工基礎(chǔ);2003年02期

4 高曉萍;微振動馬達(dá)[J];光機(jī)電世界;1994年01期

5 蔣國偉;周徐斌;申軍烽;孔祥森;;衛(wèi)星微振動虛擬仿真技術(shù)研究及應(yīng)用[J];計算機(jī)測量與控制;2011年09期

6 葛東明;鄒元杰;張志娟;王澤宇;;基于全柔性衛(wèi)星模型的控制閉環(huán)微振動建模與仿真[J];航天器工程;2012年05期

7 鄭佳明;王樣;張建潤;李雪琛;;電子廠房結(jié)構(gòu)的微振動特性研究[J];潔凈與空調(diào)技術(shù);2013年03期

8 高廣運(yùn);張博;李寧;;電子工業(yè)廠房微振動測試及數(shù)值分析[J];勘察科學(xué)技術(shù);2011年03期

9 吳永權(quán),張彪;高速公路對場地微振動背景影響的分析研究[J];華南地震;2005年03期

10 張巍;應(yīng)祖光;;高技術(shù)設(shè)備隨機(jī)微振動環(huán)境評價指標(biāo)[J];噪聲與振動控制;2010年01期

相關(guān)會議論文 前9條

1 叢波日;張曉春;鐘世英;;地鐵運(yùn)行對臨近建筑微振動的影響分析[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

2 叢波日;張曉春;鐘世英;;地鐵運(yùn)行對臨近建筑微振動的影響分析[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

3 ，

本文編號：1695492