[发明专利]一种多模态电磁吸振器

说明书

一种多模态电磁吸振器，其特征在于，主要包括：弹性框体、吸振器质量、永磁体、电磁线圈套筒、电磁线圈和外置电路；所述永磁体与被控结构固定连接，所述吸振器质量固定安装在弹性框体顶部，电磁线圈套筒固定安装在弹性框体内壁的顶部，且电磁线圈套筒的底部与弹性框体的内壁不接触。电磁线圈缠绕在电磁线圈套筒上，且两端分别与外置电路相连，组成闭合电路。本发明中的外置电路能消除线圈电感影响，提高系统多模态阻尼系数，从而实现多模态吸振特性。

技术领域

本发明涉及一种多模态电磁吸振器。本发明结合星载大型柔性可展开天线的研制需求，提高了大型柔性可展开天线抵抗振动扰动的能力。

背景技术

为了适应卫星发射时整流罩的包络要求，大型天线一般采用可展开形式，在卫星发射时天线锁紧收纳在卫星平台上，入轨后天线展开至工作状态。该类型天线除了满足既定的任务要求以外，还需要具有收拢和展开的功能。由于大型可展开天线的口径大，其展开状态会对卫星产生严重的遮挡，同时如果距离卫星本体过近，还可能产生天线网面与卫星的钩挂干涉问题。因此，该类型天线一般都采用大型可展开反射器+展开臂的形式，在展开阶段，先通过展开臂的展开动作，将天线反射器展开至远离星体位置，再通过反射器的展开，最终到达预定的型面位置。

由于大型可展开天线的高度柔性，大型可展开天线在轨工作过程中，天线的弹性振动与卫星载体的姿态振荡是相互作用的，星体的大范围刚体运动与天线弹性变形运动间的耦合作用将会直接影响卫星运行的精度和姿态稳定性，同时导致天线的指向偏差。因此，需要对天线的振动进行严格的控制。

电磁结构具有较好的机电耦合特性，由电磁结构构成的各种阻尼器、吸振器已经广泛的应用于吸振工程中。主动式电磁吸振器可以通过设计控制算法实现多模态吸振，但其结构复杂，能耗高，需要设计相应的控制系统。然而，如何实现使用一个吸振器来完成结构的多模态吸振，而不使用传感系统和反馈系统显得较为困难。结构的多模态吸振，亟需一种高效可行的多模态阻尼吸振方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服传统主被动电磁吸振器的不足，提供一种多模态电磁吸振器，在电磁吸振器电磁线圈两端连接一负电阻负电感外置电路来增大吸振器阻尼系数，该负电阻负电感外置电路能消除线圈电感影响，提高系统多模态阻尼系数，从而实现多模态吸振特性。

本发明的技术解决方案是：一种多模态电磁吸振器，主要包括：弹性框体、吸振器质量、永磁体、电磁线圈套筒、电磁线圈和外置电路；

所述永磁体与被控结构固定连接，所述吸振器质量固定安装在弹性框体顶部，电磁线圈套筒固定安装在弹性框体内壁的顶部，且电磁线圈套筒的底部与弹性框体的内壁不接触。

电磁线圈缠绕在电磁线圈套筒上，且两端分别与外置电路相连，组成闭合电路。

所述永磁体的剩磁强度为1.1T～1.3T。

所述电磁线圈的匝数为500～1000匝。

所述永磁体包括两块同极正对紧压在一起的磁铁。

所述两个磁铁的轴向间距为2～4mm，电磁线圈和永磁体的径向间距为2～4mm。

所述多模态电磁吸振器通过增加永磁体的剩磁强度和/或电磁线圈的匝数来提高电磁结构的机电耦合系数。

所述外置电路包括串联在一起的负电阻和负电感。

所述外置电路中的电感的取值为-40mH～-100mH。

所述外置电路中的电阻的取值为-200Ω～-450Ω。

外置电路为被动状态、NR型电路状态或NINR型电路状态。其中，被动状态为电路开环状态，NR型电路状态为负电阻状态，NINR型电路状态为负电阻-负电感状态。

本发明与现有技术相比的有益效果：