一種星載設(shè)備的電磁阻尼振動(dòng)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種星載設(shè)備的電磁增強(qiáng)阻尼式振動(dòng)控制裝置。本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種星 載設(shè)備的電磁增強(qiáng)阻尼式振動(dòng)控制裝置，為星載設(shè)備提供振動(dòng)控制的有效保護(hù)措施，屬于 星載設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通訊技術(shù)的高速發(fā)展，星載空間設(shè)備，如大型天線、太陽帆板、星載相機(jī)等結(jié) 構(gòu)的需求也越來越大，此類結(jié)構(gòu)普遍具用輕質(zhì)、柔性、尺寸大的特點(diǎn)，當(dāng)天線、太陽帆板等與 衛(wèi)星平臺(tái)發(fā)生耦合振動(dòng)作用時(shí)，將嚴(yán)重影響衛(wèi)星運(yùn)行的精度和姿態(tài)的穩(wěn)定性，并且星載設(shè) 備在火工品沖擊載荷的作用下，會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)受到幅值極大的沖擊載荷，由于沖擊載 荷作用時(shí)間極短，載荷帶寬范圍大，在載荷的激勵(lì)下，星載設(shè)備結(jié)構(gòu)的壽命和定位精度將受 到嚴(yán)重的影響。
[0003] -般情況下，在載荷與被控結(jié)構(gòu)之間添加隔振裝置是一種有效的振動(dòng)控制方式。 在航天領(lǐng)域，傳統(tǒng)式主、被動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)也已經(jīng)得到了廣泛的使用。然而目前常用的振動(dòng) 控制裝置有主動(dòng)式和被動(dòng)式，其中主動(dòng)式抑振裝置往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制回路穩(wěn)定性差、結(jié)構(gòu) 剛度低，無法吸收沖擊能量，以保證星載設(shè)備的使用精度;而被動(dòng)式抑振裝置又往往結(jié)構(gòu)笨 重、阻尼效果有限、控制響應(yīng)慢，當(dāng)有動(dòng)載荷時(shí)，其彈性元件容易失效，反映慢，影響星載設(shè) 備的正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種應(yīng)用于星載設(shè)備的 電磁增強(qiáng)阻尼式振動(dòng)控制裝置，可以有效抑制星載設(shè)備的振動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)星載設(shè)備的結(jié)構(gòu) 及功能安全。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0006] -種星載設(shè)備的電磁增強(qiáng)的阻尼式振動(dòng)控制裝置包括:星載設(shè)備安裝接口、活動(dòng) 連桿、非導(dǎo)磁性絕緣外殼、彈性元件組、壓緊螺栓、永磁體組、線圈組、衛(wèi)星平臺(tái)安裝接口和 電磁增強(qiáng)電路；
[0007] 活動(dòng)連桿頂部穿過非導(dǎo)磁絕緣外殼上表面的中心孔與星載設(shè)備安裝接口連接;活 動(dòng)連桿為倒T型結(jié)構(gòu)，永磁體組安裝于活動(dòng)連桿上;壓緊螺栓安裝于永磁體組上表面;彈性 元件組分為兩部分，一部分為位于非導(dǎo)磁絕緣外殼與永磁體組之間，另一部分為位于衛(wèi)星 平臺(tái)安裝接口上表面與活動(dòng)連桿下表面之間；非導(dǎo)磁絕緣外殼安裝于衛(wèi)星平臺(tái)安裝接口 上;線圈組位于非導(dǎo)磁絕緣外殼兩側(cè)外壁的凹槽內(nèi)；電磁增強(qiáng)阻尼電路與線圈組相連。
[0008] 電磁增強(qiáng)電路包括第一差分放大器、功率放大器、第二差分放大器、電阻R和外接 電阻R;
[0009] 線圈組的一端接第一差分放大器的正極輸入端與第二差分放大器的負(fù)極輸入端； 第一差分放大器的負(fù)極輸入端通過電阻R接地;第一差分放大器的輸出端連接功率放大器 的正極輸入端;功率放大器的負(fù)極輸入端連接第二差分放大器的輸出端;線圈組的另一端 連接第二差分放大器的正極輸入端與功率放大器的輸出端。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為：
[0011] (1)本發(fā)明通過電磁增強(qiáng)阻尼式振動(dòng)控制裝置，解決了星載設(shè)備振動(dòng)控制的問題， 本發(fā)明無需測(cè)量系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)以及控制算法，同主動(dòng)式隔振技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡 單、易于構(gòu)造、成本低等特點(diǎn)，同被動(dòng)式隔振技術(shù)相比，本發(fā)明能顯著的提高系統(tǒng)阻尼比，其 適應(yīng)性更廣，控制效果更加顯著。
[0012] (2)本發(fā)明是一種星載設(shè)備電磁阻尼式振動(dòng)控制裝置，對(duì)星載天線的振動(dòng)控制進(jìn) 行了試驗(yàn)驗(yàn)證，保證了其應(yīng)用的有效性和準(zhǔn)確性，有效保證了星載設(shè)備能夠經(jīng)受住發(fā)射階 段各種動(dòng)力學(xué)載荷的考驗(yàn)以及在軌正常的運(yùn)行。
[0013] (3)本發(fā)明提出的的電磁增強(qiáng)的振動(dòng)控制裝置具有一定的彈性力和阻尼力，對(duì)于 作用時(shí)間極短，幅值極大的沖擊載荷及持續(xù)時(shí)間較長的振動(dòng)載荷，能有效的抑制其傳播，并 吸收振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能與熱耗，有效地實(shí)現(xiàn)星載設(shè)備的振動(dòng)控制問題。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明電磁增強(qiáng)回路原理圖
[0016] 圖3為本發(fā)明簡化的單自由振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明電磁線圈與電磁增強(qiáng)阻尼電路閉合回路等效原理示意圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明天線隔振衰減特性試驗(yàn)原理圖；
[0019]圖6為本發(fā)明天線結(jié)構(gòu)在振動(dòng)控制對(duì)比下的幅頻響應(yīng)的衰減曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0021] 本發(fā)明針對(duì)星載設(shè)備的振動(dòng)控制問題，將振動(dòng)控制裝置整體安置在整星艙板與星 載設(shè)備結(jié)構(gòu)之間，將電磁增強(qiáng)阻尼式振動(dòng)控制裝置于振源與被控結(jié)構(gòu)之間，隨著結(jié)構(gòu)的振 動(dòng)電磁線圈與永磁體沿軸向發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，從而，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)，閉合線圈時(shí)，線圈中會(huì)存在感應(yīng)電流，根據(jù)安培力定理，電磁體和永磁體之間會(huì)產(chǎn)生與 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相反的安培力，即電磁阻尼力。然后將線圈外接具有負(fù)電感特性的外接負(fù)載電路， 增大線圈中的控制電流，提高了電磁控制力；同時(shí)，整個(gè)裝置將星載結(jié)構(gòu)的振動(dòng)的能量便轉(zhuǎn) 換成為電能與熱耗，最終實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制的目標(biāo)。
[0022] 如圖1所示，本發(fā)明一種星載設(shè)備的電磁增強(qiáng)阻尼式振動(dòng)控制裝置包括:星載設(shè)備 安裝接口 1、活動(dòng)連桿2、非導(dǎo)磁絕緣外殼3、彈性元件組4、壓緊螺栓5、永磁體組6、線圈組7、 衛(wèi)星平臺(tái)安裝接口 8和電磁增強(qiáng)回路9;
[0023] 活動(dòng)連桿2頂部穿過非導(dǎo)磁絕緣外殼3上表面的中心孔與星載設(shè)備安裝接口 1連 接;活動(dòng)連桿2為倒T型結(jié)構(gòu)，永磁體組6安裝于活動(dòng)連桿2上;壓緊螺栓5安裝于永磁體組6上 表面;彈性元件組4分為兩部分，一部分為位于非導(dǎo)磁絕緣外殼3與永磁體組6之間，另一部 分為位于衛(wèi)星平臺(tái)安裝接口 8上表面與活動(dòng)連桿2下表面之間；非導(dǎo)磁絕