一种动量轮扰动响应评估方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及动量轮技术领域，尤其设及一种动量轮扰动响应评估方法。
【背景技术】
[0002] 静不平衡与动不平衡是引起动量轮扰动的主要原因。静、动不平衡系数仅可W确 定扰动力、力矩的幅值，不能确定扰动力、力矩之间的相位差，若忽略此相位差进行扰动分 析，计算的结果一定是不保守的。
[0003] 为了能够保守地分析动量轮扰动产生的影响，目前采用的方法是进行多次计算， 每次计算时扰动力与扰动力矩之间设置不同的相位差，将计算结果中的最大值最为动量轮 扰动影响的最大值。运种方法计算量大，且容易受到人为因素的干扰而不能得到可能影响 结果的最大值，给响应的分析评估带来一定风险。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种动量轮扰动响应评估方法，能够降低动量轮扰动响 应评估的技术风险。
[0005] -种动量轮扰动响应评估方法，包括如下步骤：
[0006] 步骤一:分别随机生成高斯白噪声时间序列化(t)和化(t);
[0007] 步骤二、利用动量轮的静、动不平衡参数分别生成脉冲响应函数时间序列：
[000引设Csta为动量轮静不平衡参数，Cdyn为动量轮动不平衡参数，Ω为动量轮转速，脉冲 响应函数的时间序列利用如下公式拟合：
[0015] Cs = Cd = 0.01
[0016] 步骤Ξ、将步骤二得到的脉冲响应函数的时间序列与步骤一得到的白噪声进行卷 积，最后得到动量轮的扰动数据：
[0017]
[001引其中Fsx(t)、Fsy(t)为动量轮的扰动力，Mdx(t)、Mdy(t)为动量轮的扰动力矩；τ为积 分变量；
[0019] 步骤四、将力向量
作为时域扰动响应的输入，作用到动量轮上，获得动量 轮的响应输出，利用响应输出的最大值对动量轮静、动不平衡扰动响应进行评估。
[0020] 其中所述响应输出中的位移时域响应根据杜哈梅积分公式获得：
[0021]
[0022] 其中，
为动量轮的脉冲响应函数矩阵，η为矩阵H(t)的维数。
[0023] 本发明具有如下有益效果：
[0024] 本发明将力与力矩之间的相位差视为随机变量，通过构造指定的传递函数与白噪 声进行卷积，获得的力向量时间序列内，力与力矩的相位差包含了所有可能出现的情况。将 此力向量作为激励，获得的响应时间序列包含了所有可能出现的幅值。通过一次响应分析， 该方法就能获得响应的极值，运对降低动量轮扰动响应评估的技术风险是非常有意义的。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的动量轮扰动响应评估方法流程图。
[00%]图2为本发明的动量轮坐标系示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[00%]本发明的一种动量轮扰动响应评估方法，如图1所示，具体包括如下步骤：
[0029] (1)生成高斯白噪声时间序列；
[0030] 高斯白噪声的生成方法有多种，运里不具体列出。
[0031] (2)利用动量轮的静、动不平衡参数分别生成脉冲响应函数时间序列；
[0032] 设Csta为动量轮静不平衡参数，Cdyn为动量轮动不平衡参数，Ω为动量轮转速，脉冲 响应函数的时间序列利用如下公式拟合。
[0040] (3)脉冲响应函数的时间序列与白噪声进行卷积，最后得到动量轮的扰动数据。
[0041]
[0042] 其中，τ为积分变量;Fsx(t)、Fsy(t)为动量轮的扰动力，二者方向与动量轮坐标系 Χ、Υ轴平行;Mdx(t)、Mdy(t)为动量轮的扰动力矩，二者方向与动量轮坐标系Χ、Υ轴平行;Ni (t)、化(t)为分别独立产生的高斯白噪声。
[0043] (4)力向量
可直接作为时域扰动响应的输入，取分析结果中的最大值作 为动量轮静、动不平衡扰动响应的上限。位移时域响应可W根据杜哈梅积分公式计算：
的脉冲响应函数矩阵，η为矩阵H(t)的维数，
为向量。扰动响应的上限为时 域响应序列最大值max (abs(X(t)))，用于对动量轮静、动不平衡扰动响应进行评估。
[0047]综上所述，W上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种动量轮扰动响应评估方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一:分别随机生成高斯白噪声时间序列NKtWPNKt); 步骤二、利用动量轮的静、动不平衡参数分别生成脉冲响应函数时间序列： 设Csta为动量轮静不平衡参数，Cdyn为动量轮动不平衡参数，Ω为动量轮转速，脉冲响应 函数的时间序列利用如下公式拟合：ζ8 = ζ?=0.01 步骤三、将步骤二得到的脉冲响应函数的时间序列与步骤一得到的白噪声进行卷积， 最后得到动量轮的扰动数据：其中Fsx(t)、Fsy(t)为动量轮的扰动力，Mdx(t)、Mdy(t)为动量轮的扰动力矩；τ为积分变 量； 步骤四、将力向j作为时域扰动响应的输入，作用到动量轮上，获得动量轮的 响应输出，利用响应输出的最大值对动量轮静、动不平衡扰动响应进行评估。2. 如权利要求1所述的一种动量轮扰动响应评估方法，其特征在于，其中所述响应输出 中的位移时域响应根据杜哈梅积分公式获得：其中，勺输出的时域响应序列％动 量轮的脉冲响应函数矩阵，η为矩阵H( t)的维数。
【专利摘要】本发明公开了一种动量轮扰动响应评估方法，将力与力矩之间的相位差视为随机变量，通过构造指定的传递函数与白噪声进行卷积，获得的力向量时间序列内，力与力矩的相位差包含了所有可能出现的情况。将此力向量作为激励，获得的响应时间序列包含了所有可能出现的幅值。通过一次响应分析，该方法就能获得响应的极值，这对降低动量轮扰动响应评估的技术风险是非常有意义的。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105631234
【申请号】CN201610121944
【发明人】王泽宇, 邹元杰, 庞世伟, 张志娟, 朱卫红
【申请人】北京空间飞行器总体设计部
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月3日