[发明专利]一种航天器地面测试与在轨微振动力学环境映射方法

权利要求书

1.一种航天器地面测试与在轨微振动力学环境映射方法，其特征在于：

第一步，建立模拟地面微振动测试力学环境的地面测试航天器有限元模型以及在轨航天器有限元模型；

第二步，通过对地面测试航天器有限元模型和在轨航天器有限元模型分别进行模态分析，提取频率、振型数据，分别建立地面测试模态坐标减缩模型和在轨模态坐标减缩模型，并确定地面测试航天器有限元模型和在轨航天器有限元模型的频率、振型的一一对应关系；

第三步，根据地面测试模态坐标减缩模型和地面测试航天器有限元模型的响应对比，确定地面测试模态坐标减缩模型的正确性；根据在轨模态坐标减缩模型和在轨航天器有限元模型的响应对比，确定在轨模态坐标减缩模型的正确性；

第四步，通过BP网络实现考虑重力、悬挂约束、空气力学环境因素的从地面测试状态的频率、振型到在轨状态的频率和振型之间的映射，得到在轨航天器有限元模型的频率、振型；

第五步，根据映射得到的在轨航天器有限元模型的频率、振型，进行在轨航天器有限元模型的动力学响应分析。

2.根据权利要求1所述的一种航天器地面测试与在轨微振动力学环境映射方法，其特征在于：所述的地面测试航天器有限元模型和在轨航天器有限元模型建立完成后进行参数型模型修正；所述的地面测试航天器有限元模型在在轨航天器有限元模型基础上，采用梁单元模拟建立吊绳，重力的影响通过增加预应力来模拟，空气的影响通过增加附加质量来模拟。

3.根据权利要求1所述的一种航天器地面测试与在轨微振动力学环境映射方法，其特征在于：所述的第三步中响应对比，如果时域响应分析误差低于20％，则表明所述的地面测试模态坐标减缩模型或在轨模态坐标减缩模型是正确的。

4.根据权利要求1所述的一种航天器地面测试与在轨微振动力学环境映射方法，其特征在于：第四步中所述的映射，分解成为三级映射建立，具体实现步骤如下：

a)运用BP神经网络方法建立考虑空气影响的从地面测试到无空气状态固有频率和振型的映射关系；不考虑重力、约束的变化，仅考虑空气的影响，计算得到不同空气密度情况下的频率、振型数据，根据这些数据建立映射关系，通过此映射关系得到在轨状态下数据；所述的在轨状态是指无空气，即空气密度为0的状态；

b)运用BP神经网络方法建立考虑重力影响的从地面测试到在轨状态固有频率和振型的映射关系；在考虑了空气的基础上，考虑重力的影响，计算得到不同重力加速度情况下的频率、振型，根据这些数据建立映射关系，通过此映射关系得到在轨状态下数据，所述的在轨状态是指重力为0g；

c)运用BP神经网络方法建立考虑悬挂约束影响的从地面测试到在轨状态固有频率和振型的映射关系；在考虑了空气、重力的基础上，考虑悬挂约束的影响，计算得到不同吊绳截面积情况下的频率、振型数据；根据这些数据建立映射关系，由此映射关系得到在轨状态下数据，所述的在轨状态是指无约束，等效于吊绳截面积为0mm²的状态。