大型柔性反射面重力卸载精度控制方法与流程

本发明属于微低重力，尤其是涉及一种大型柔性反射面重力卸载精度控制方法。

背景技术：

1、大型柔性反射面具有尺寸大、重量大、刚性弱的特点，在进行零重力展开试验验证时，由于其尺寸大，力臂长，传统方法能达到的卸载精度无法满足其展开根铰干扰力矩要求，且展开过程中，由于其弱刚性特点，展开过程易发生变形、颤振等现象，使得反射面质心漂移、卸载力不稳定，导致卸载精度降低。因此，提出了一种面向大型柔性反射面的重力卸载精度控制方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，以解决上述现有技术中存在的至少一个问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，包括依次执行的吊挂干扰力减小方法、系统干扰力补偿方法和反射面吊点主动跟随方法；

4、吊挂干扰力减小方法，包括以下步骤：

5、a1、滑轮采用气浮润滑方式，降低滑轮摩擦力；

6、a2、通过吊挂阻力测试试验选择对吊挂阻力影响最小的吊绳；

7、系统干扰力补偿方法包括：

8、b1、吊挂阻力测试；

9、b2、反射面调质心；

10、b3、通过反射面展开过程设备对反射面展开，并对反射面展开过程综合阻力实测；

11、b4、配重计算；

12、b5、精调配重；

13、反射面吊点主动跟随方法，包括以下步骤：

14、c1、吊绳调铅直；

15、c2、系统初始化；

16、c3、进入跟随模式；

17、c4、反射面展开电机启动；

18、c5、吊点自动跟随。

19、进一步的，在步骤b1中，吊挂阻力测试使用推拉力计测试或使用台秤进行间接测试。

20、进一步的，在步骤b2中，反射面调质心是使用配重将反射面质心调至吊轴中心位置，使反射面质心偏差对卸载精度影响达到最小，调节方法为反射面在悬吊状态下，使用配重将反射面在水平、竖直两种状态配至水平，使用倾角仪测量是否调水平；

21、进一步的，在步骤b3中，反射面展开过程综合阻力指反射面在展开过程中柔性变形、质心偏差及吊轴转动摩擦力对卸载精度的综合影响，测试方法为使用推拉力计对已完成质心调节的反射面在不同角度下的阻力进行测试；

22、进一步的，在步骤b4中，配重计算原理为各干扰因素对反射面根铰附加力矩综合影响最小，根据已知参数建立力矩平衡公式进行配置计算；

23、进一步的，在步骤b5中，精调配重为使用台秤称重设备精调配重至精度0.1kg；

24、在步骤b5中，配重计算公式：

25、展开试验配重为：m+δm1；

26、δm1计算公式：2δm1gr sin 45°＝2fr sin 45°+t2-t1；

27、收拢试验配重为：m-δm2；

28、δm2计算公式：δm2gr(sin 45°+1)＝2fr+t1；

29、其中，m、反射面总质量，为实测值；δm1、展开过程中克服阻力的补偿质量；δm2、收拢过程中克服阻力的补偿质量；r、吊点到根铰的距离；f、气浮轴承吊挂阻力；t1、展开45°位置附近反射面最大干扰力矩；t2、展开135°位置附近反射面最大干扰力矩。

30、进一步的，反射面展开过程设备包括反射面、根铰、一号吊绳、二号吊绳、一号滑轮、二号滑轮、一号跟随小车、二号跟随小车、三号滑轮、四号滑轮、一号配重和二号配重，所述反射面绕根铰转动，反射面两侧分别与一号吊绳、二号吊绳的一端连接，一号吊绳的另一端依次绕过二号滑轮、三号滑轮后连接至一号配重，二号吊绳的另一端依次绕过一号滑轮、四号滑轮后连接至二号配重，一号滑轮、二号滑轮还分别与二号跟随小车、一号跟随小车连接。

31、进一步的，在步骤c1中，吊点调铅直指使用主动跟随控制系统调节跟随小车的位置，吊绳铅直度可采用经纬仪或其他仪器测量。

32、进一步的，在步骤c2中，系统初始化指系统将此时跟随小车的位置记录为初始0位，并记录此时吊绳的铅直度，在后面展开过程中参照该铅直度实时调节跟随小车的位置。

33、相对于现有技术，本发明所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法具有以下优势：

34、本发明所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，通过本方法的吊挂干扰力减小、系统干扰力补偿和反射面吊点主动跟随能够使得卸载精度满足其展开根铰干扰力矩要求，在展开过程中还可避免反射面质心漂移以及卸载力不稳定问题，提高卸载精度。

技术特征：

1.大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：包括依次执行的吊挂干扰力减小方法、系统干扰力补偿方法和反射面吊点主动跟随方法；

2.根据权利要求1所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：在步骤b1中，吊挂阻力测试使用推拉力计测试或使用台秤进行间接测试。

3.根据权利要求1所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：在步骤b2中，反射面调质心是使用配重将反射面质心调至吊轴中心位置，使反射面质心偏差对卸载精度影响达到最小，调节方法为反射面在悬吊状态下，使用配重将反射面在水平、竖直两种状态配至水平，使用倾角仪测量是否调水平。

4.根据权利要求1所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：在步骤b3中，反射面展开过程综合阻力指反射面在展开过程中柔性变形、质心偏差及吊轴转动摩擦力对卸载精度的综合影响，测试方法为使用推拉力计对已完成质心调节的反射面在不同角度下的阻力进行测试。

5.根据权利要求1所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：在步骤b4中，配重计算原理为各干扰因素对反射面根铰附加力矩综合影响最小，根据已知参数建立力矩平衡公式进行配置计算。

6.根据权利要求1所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：在步骤b5中，精调配重为使用台秤称重设备精调配重至精度0.1kg；

7.根据权利要求1所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：反射面展开过程设备包括反射面、根铰、一号吊绳、二号吊绳、一号滑轮、二号滑轮、一号跟随小车、二号跟随小车、三号滑轮、四号滑轮、一号配重和二号配重，所述反射面绕根铰转动，反射面两侧分别与一号吊绳、二号吊绳的一端连接，一号吊绳的另一端依次绕过二号滑轮、三号滑轮后连接至一号配重，二号吊绳的另一端依次绕过一号滑轮、四号滑轮后连接至二号配重，一号滑轮、二号滑轮还分别与二号跟随小车、一号跟随小车连接。

8.根据权利要求1所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：在步骤c1中，吊点调铅直指使用主动跟随控制系统调节跟随小车的位置，吊绳铅直度可采用经纬仪或其他仪器测量。

9.根据权利要求1所述的大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，其特征在于：在步骤c2中，系统初始化指系统将此时跟随小车的位置记录为初始0位，并记录此时吊绳的铅直度，在后面展开过程中参照该铅直度实时调节跟随小车的位置。

技术总结
本发明提供了一种大型柔性反射面重力卸载精度控制方法，包括依次执行的吊挂干扰力减小方法、系统干扰力补偿方法和反射面吊点主动跟随方法。本发明有益效果：通过本方法的吊挂干扰力减小、系统干扰力补偿和反射面吊点主动跟随能够使得卸载精度满足其展开根铰干扰力矩要求，在展开过程中还可避免反射面质心漂移以及卸载力不稳定问题，提高卸载精度。

技术研发人员：左祥赟,张朴真,原劲鹏,曹子振,江天欣,宫润鲜
受保护的技术使用者：天津航天机电设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2025/1/9