[发明专利]一种大惯量转动部件动不平衡特性在轨估计方法

权利要求书

1.一种大惯量转动部件动不平衡特性在轨估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据陀螺测量信息，计算出卫星刚体力矩

其中，I是卫星相对全星质心惯量阵；ω是卫星中心体的角速度列阵；h_w是动量轮角动量；

由太阳阵挠性振动方程，解微分方程从而计算出模态坐标q(t)及其二阶导数，然后计算出太阳电池阵挠性力矩B_rotb为本体坐标系下太阳阵振动对全星转动的柔性耦合系数阵；

得出卫星受到的干扰力矩M＝M_rigid+M_flexi；

根据卫星干扰力矩拟合出转动部件的动不平衡幅值和相位：

其中，ω_s为转动部件角速度，ω_st为当前转动部件转动的角度，β为转动部件动不平衡相位，I₂为动不平衡度量。

2.如权利要求1所述大惯量转动部件动不平衡特性在轨估计方法，其特征在于，根据卫星三轴姿态角速度遥测，拟合出三轴惯性角速度正弦函数表达式，计算出卫星三轴惯性角加速度，进而计算出卫星刚体力矩；

其中，三轴惯性角速度正弦函数表达式为：

卫星三轴惯性角加速度为：

其中，x₁、x₂、x₃、x₄依次为滚动轴惯性角速度正弦函数的幅值、角频率、初始相位和常值系数；

y₁、y₂、y₃、y₄依次为俯仰轴惯性角速度正弦函数的幅值、角频率、初始相位和常值系数；

z₁、z₂、z₃、z₄依次为偏航轴惯性角速度正弦函数的幅值、角频率、初始相位和常值系数。

3.如权利要求1所述大惯量转动部件动不平衡特性在轨估计方法，其特征在于，由太阳阵挠性振动方程，解微分方程从而计算出模态坐标q(t)；其中，由于转动部件起旋过程中呈现的共振象限，对太阳阵一阶基频取当时的共振频率，且计算分析时截断至一阶；

由太阳阵挠性振动方程，计算出模态坐标的二阶导数：

其中，Λ为太阳阵振动频率斜对角矩阵；ζ为太阳阵的模态阻尼系数。

4.如权利要求1所述大惯量转动部件动不平衡特性在轨估计方法，其特征在于，由动不平衡力矩表达式，拟合出的动不平衡参数中，ω_st项采用转动部件当前角度值遥测幅值；考虑卫星太阳阵结构阻尼的影响，卫星受到的干扰力矩会逐渐趋于收敛稳定，对其进行的分析计算中使用阻尼稳定后的力矩数据。

5.如权利要求1所述大惯量转动部件动不平衡特性在轨估计方法，其特征在于，动不平衡度量I₂＝m₂×r×D；

式中，D为转动部件的高度；r为转动部件截面的半径；m₂为转动部件质量。