[发明专利]一种抑制调姿共振的集群式控制力矩陀螺隔振方法

权利要求书

1.一种抑制调姿共振的集群式控制力矩陀螺隔振方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、支架安装在固定平面上，将多个控制力矩陀螺安装在支架上，根据多个控制力矩陀螺与支架的连接位置，构建集群式控制力矩陀螺实体模型，将4个隔振器安装在支架和固定平面之间，根据隔振器上支点和下支点分别与支架和固定平面的连接位置，构建动力学模型，每个隔振器由一个弹簧和沿弹簧伸缩方向穿在弹簧内部的阻尼器组成；

步骤2、根据集群式控制力矩陀螺实体模型和动力学模型得到固有频率，根据固有频率得到隔振器下支点空间坐标理论值；

步骤3、根据集群式控制力矩陀螺实体模型和动力学模型建立含有集群式控制力矩陀螺和隔振器的有限元模型，将步骤2中得到的隔振器下支点空间坐标理论值添加到所述有限元模型中，使用有限元软件对隔振器下支点空间坐标理论值进行解析，得到隔振器的固有频率，判断隔振器的固有频率是否处于预设固有频率范围，如果是，则根据固有频率得到最终的隔振器下支点空间坐标，如果否，则调整隔振器下支点空间坐标，直到计算的固定频率达到预设固有频率范围，根据最终生成的固有频率得到最终的隔振器下支点空间坐标；

根据最终的隔振器下支点空间坐标得到多个弹簧和阻尼器的结构参数，根据每个所述结构参数设计弹簧模型和阻尼器模型；

步骤4、从得到的多个弹簧模型和阻尼器模型任选出一个弹簧模型和阻尼器模型，按照选出的弹簧模型、阻尼器模型和步骤3中得到的最终的阻尼器下支点空间坐标调整步骤1中隔振器的结构和4个隔振器下支点与固定平面的连接位置，建立隔振器与集群式控制力矩陀螺的最终连接，实现对集群式控制力矩陀螺的隔振；

步骤3中，根据每个所述结构参数设计一个弹簧模型和阻尼器模型的具体过程为：

将每个弹簧和阻尼器结构参数输入到CAD软件中，由CAD软件建立3D模型，将建立的3D模型再导入到有限元软件中计算此时弹簧和阻尼器的刚度，并与各自预设的刚度进行比较，如果弹簧和阻尼器的刚度与各自预设的刚度均相同，则将建立的3D模型作为弹簧模型和阻尼器模型，如果弹簧和阻尼器的刚度与各自预设的刚度有一个不相同，则修改CAD软件中的3D模型，并再次使用有限元软件计算修正后的3D模型中的弹簧和阻尼器的刚度，重复在CAD中修改3D模型和使用有限元软件计算修正后的3D模型中的弹簧和阻尼器的刚度的过程，直到修正后的最终3D模型中的弹簧和阻尼器的刚度与各自预设的刚度均相同，则将修正后的最终3D模型作为弹簧模型和阻尼器模型；弹簧采用横槽弹簧，阻尼器采用橡胶阻尼器。

2.根据权利要求1所述一种抑制调姿共振的集群式控制力矩陀螺隔振方法，其特征在于，步骤1中，动力学模型包括集群式控制力矩陀螺的动能和隔振器的弹性势能，

集群式控制力矩陀螺的动能E表示为；

式中，I_x、I_y和I_z表示集群式控制力矩陀螺所处的平台质心且平行于坐标系轴的转动惯量，所述平台包括集群式控制力矩陀螺和支架，m表示平台的质量，和是集群式控制力矩陀螺质心的三个平动位移x_c、y_c和z_c的导数，是平台质心位置转动位移的导数，

其中，集群式控制力矩陀螺质心的三个平动位移x_c、y_c和z_c表示为：

式中，x、y和z是集群式控制力矩陀螺在全局坐标系原点位置的三个平动位移，x₀、y₀和z₀是集群式控制力矩陀螺质心在全局坐标系下的坐标，α、β和γ是平台质心位置转动位移。