[发明专利]基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试方法和系统

权利要求书

1.一种基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试系统，其特征在于，包括以下模块：

虚拟现实模块：根据实验室布局构建虚拟现实场景，进行人机交互，令实验室中的各个实验设备在虚拟现实场景中具备物理属性，并进行虚拟现实显示；

模型模块：构建卫星振动试验的虚拟星台模型，基于虚拟星台模型，进行卫星振动试验的虚拟测试；

虚拟仪器模块：对虚拟测试中产生的信息进行处理，优化实验条件。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试系统，其特征在于，所述虚拟现实模块包括：

输入处理模块：接收并传输输入设备的输入信息；

仿真处理模块：搭建虚拟现实场景，通过仿真引擎实现虚拟测试任务，生成虚拟现实场景中的各类行为活动；

表现处理模块：从不同角度描述虚拟现实场景，生成并输出各种感官刺激；

立体视觉模块：提供基于多视觉立体成像的动态环境建模手段。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试系统，其特征在于，所述模型模块包括：

卫星模型子模块：建立卫星和振动台各体元件和各联接铰元件的位移和力的输入输出关系，建立各体元件和联接铰元件的传递方程和传递矩阵，拼装为星台总传递方程和总传递矩阵；

振动台模型子模块：建立增广特征矢量，通过正交性条件，对星台总传递方程进行解偶，联立边界条件，获得特征方程，求解得到固有频率，进而得到阵型，获得星台耦合动态特性参数，进行星台耦合快速动力学响应计算，得到广义坐标和动力响应。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试系统，其特征在于，所述虚拟仪器模块由数据层、处理层、应用层组成，通过数据结构和多体系统动力学算法，实现基于虚拟现实的信息处理。

5.一种基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

虚拟现实步骤：根据实验室布局构建虚拟现实场景，进行人机交互，令实验室中的各个实验设备在虚拟现实场景中具备物理属性，并进行虚拟现实显示；

模型步骤：构建卫星振动试验的虚拟星台模型，基于虚拟星台模型，进行卫星振动试验的虚拟测试；

虚拟仪器步骤：对虚拟测试中产生的信息进行处理，优化实验条件。

6.根据权利要求5所述的基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试方法，其特征在于，所述虚拟现实步骤包括：

输入处理步骤：接收并传输输入设备的输入信息；

仿真处理步骤：搭建虚拟现实场景，通过仿真引擎实现虚拟测试任务，生成虚拟现实场景中的各类行为活动；

表现处理步骤：从不同角度描述虚拟现实场景，生成并输出各种感官刺激；

立体视觉步骤：提供基于多视觉立体成像的动态环境建模手段。

7.根据权利要求6所述的基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试方法，其特征在于，所述模型步骤包括：

卫星模型子步骤：建立卫星和振动台各体元件和各联接铰元件的位移和力的输入输出关系，建立各体元件和联接铰元件的传递方程和传递矩阵，拼装为星台总传递方程和总传递矩阵；

振动台模型子步骤：建立增广特征矢量，通过正交性条件，对星台总传递方程进行解偶，联立边界条件，获得特征方程，求解得到固有频率，进而得到阵型，获得星台耦合动态特性参数，进行星台耦合快速动力学响应计算，得到广义坐标和动力响应。

8.根据权利要求5所述的基于虚拟现实的卫星虚拟振动试验测试方法，其特征在于，所述虚拟星台模型通过以下步骤：

构建模型步骤：将实物模型转化为物理模型，建立由卫星和振动台组成的星台耦合动力学模型；

特性定参步骤：对星台耦合动力学模型进行模型等效，获得星台耦合动态特性参数；

响应计算步骤：基于动态特性参数，进行星台耦合快速动力学响应计算，得到星台耦合多体系统动力学响应；

模型优化步骤：结合灵敏度分析，通过模态参数对星台耦合动力学模型进行参数优化。