[发明专利]利用陀螺数据辨识卫星挠性附件在轨相对位移方法与系统

权利要求书

1.一种利用陀螺数据辨识卫星挠性附件在轨振动相对位移的方法，其特征在于，包含以下步骤：

姿态角速度获取步骤：获取卫星在轨喷气闭环控制后的欠阻尼自由振动区的i轴对应的姿态角速度测量数据ω_i(t)，其中i轴为空间直角坐标系中的X轴、Y轴、Z轴中的任一个轴；

滤波步骤：对ω_i(t)进行滤波获得滤波后的i轴姿态角速度数据ω′_i(t)；

时间序列计算步骤：根据ω′_i(t)计算获得模态变量的时间序列η_i(t)；

相对位移计算步骤：根据η_i(t)与挠性附件上任意两结点的阵型数据计算得到挠性附件上任意两结点的相对位移m₁₂(t)；

所述时间序列计算步骤包含以下步骤：

一阶导数转化步骤：根据如下公式对ω′_i(t)进行处理：

式中：为i轴对应的模态变量的一阶导数；

J_i为卫星在i轴方向的转动惯量；

B_i为i轴对应的挠性附件振动模态的转动耦合系数；

积分步骤：对进行积分计算，获得η_i(t)；

所述m₁₂(t)通过如下计算公式得到：

m₁₂(t)＝(d₁-d₂)η_i(t)

式中：d₁、d₂分别为所求相对位移对应的挠性附件上两结点的阵型数据。

2.根据权利要求1所述的利用陀螺数据辨识卫星挠性附件在轨振动相对位移的方法，其特征在于，在姿态角速度获取步骤中，ω_i(t)是卫星在轨喷气控制后欠阻尼自由振动时期，通过卫星陀螺测量得到的。

3.根据权利要求1所述的利用陀螺数据辨识卫星挠性附件在轨振动相对位移的方法，其特征在于，所述滤波步骤包含以下步骤：

关注振动频带设置步骤：设置i轴方向的关注振动频带为[f₁,f₂]Hz；

剥离步骤：令带通滤波器对ω_i(t)行滤波处理，剥离ω_i(t)中的超过设定值的周期运动和高频振动分量，仅保留关振动注频带内的振动信息，得到ω′_i(t)。

4.根据权利要求3所述的利用陀螺数据辨识卫星挠性附件在轨振动相对位移的方法，其特征在于，还包含频带调整步骤，所述频带调整步骤包含以下步骤：

整体位移获取步骤：将η_i(t)与振动模态阵型数据D_i相乘，获得挠性附件上各结点在设定时期的整体位移情况；

主振动模态判断步骤：根据所述整体位移情况，判断挠性附件在每个振动方向上是否仅有一个主振动模态；若是，则继续执行相对位移计算步骤；若否，则返回执行滤波步骤并调整关注振动频带。

5.根据权利要求3所述的利用陀螺数据辨识卫星挠性附件在轨振动相对位移的方法，其特征在于，关注振动频带设置步骤中，根据地面整星结构动力学分析计算结果，设置i轴方向的关注振动频带。