第5期 徐赵东，等：航天器中反作用轮干扰力仿真研究 885 [5]皮阳军，王宣银，罗晓晔，等.六自由度舰船运动模拟 6结束语 器随机海浪谱模拟[J门.振动、测试与诊断，2010,4 (30):375-378. 为了保证高精度航天器的有效载荷在微振动力 Pi Yangjun.Wang Xuanyin,Luo Xiaoye,et al.Simu- lation to random ocean wave spectrum using six de- 学环境下良好的工作性能，反作用轮干扰力作为主 grees of freedom ship motion simulator [J].Journal of 要的激励源，对其特性的研究分析有助于高精度航 Vibration.Measure 8.Diagnosis,2010,4 (30):375- 天器隔减振系统的评估分析。笔者以Ithaco B- 378.(in Chinese) wheel测试实验为背景进行数据模拟，在反作用轮 [6]Rebecca A M.David W M.Robert L G.Development 干扰力经典线性稳态模型的基础上，对其参数进行 of empirical and analytical reaction wheel disturbance 识别，推导了反作用轮干扰力的功率谱密度函数，并 models [C]//40th AIAA/ASCE/AHS/ASC Struc- 用修正的傅里叶谱法模拟了反作用轮干扰力的时程 tures,Structural Dynamics and Materials Conference. AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Forum 曲线。结果表明，该方法能够模拟出反作用轮干扰 AIAA Forum on Non-Deterministric Approaches Con- 力作为微振动激励源频率高、幅值低的特性，并且不 ference.St.Louis Missouri:[s.n.].1999. 需要复杂的实验测试，简便高效，适用性强。 [7]Gregory W N,James W M.Vibration attenuation ap- proach for spaceborne optical interferometers [J]. 参考文献 Transactions on Control System Technology,1998.6 (6):689-700. [1]张振华，杨雷，庞世伟.高精度航天器微振动力学环境 [8]朱位秋.随机振动[M].北京：科学出版社，1992：7- 分析[J门.航天器环境工程，2009,6(26)：528-534. 52. Zhang Zhenhua,Yang Lei,Pang Shiwei.Jitter envi- [9]胡隶贤.地震工程学[M].2版.北京：地震出版社， 2006:41-45. ronment analysis for micro-precision spacecraft [J]. Space Environment Engineering.2009.6(26):528-534. [10]徐赵东.土木工程常用软件分析与应用[们.北京：中 国建筑工业出版社，2010：112-141. (in Chinese) [11]王济.MATLAB在振动信号处理中的应用[M].北 [2]Rahman Z H.Laskin R A.Multi-axis vibration isola- 京：中国水利水电出版社，2006：149-152. tion suppression and steering system for space obser- vational applications[C]//Proceedings of the Interna- tional Society for Optical Engineering.Kona.HI: 第一作者简介：徐赵东，男，1975年11 Telescope Control SystemsⅢ，1998：73-83. 月生，教授、博士生导师。主要研究方向 [3] Bialke B.A compilation of reaction wheel induced 为结构振动控制与动力学，结构抗震，智 spacecraft disturbances [C]/20th Annual American 能材料与结构。曾发表《Horizontal sha-. Aeronautical Society Guidance and Control Confer- king table tests on structures using in- ence.San Diego,CA:[s.n.].1997. norative》?(《Journal of Sound and Vibra- [4]Eric H A,John P F.Erwin R S.Satellite ultraquiet i- tion》2009,Vol.325,No.(1-2)等 solation technology[C]//IEEE Aerospace Conference. 论文。 Montana:[s.n.].2005. E-mail:xuzhdgyg@seu.edu.cn６ 结束语 为了保证高精度航天器的有效载荷在微振动力 学环境下良好的工作性能，反作用轮干扰力作为主 要的激励源，对其特性的研究分析有助于高精度航 天器 隔 减 振 系 统 的 评 估 分 析。笔 者 以 ＩｔｈａｃｏＢ ｗｈｅｅｌ测试实验为背景进行数据模拟，在反作用轮 干扰力经典线性稳态模型的基础上，对其参数进行 识别，推导了反作用轮干扰力的功率谱密度函数，并 用修正的傅里叶谱法模拟了反作用轮干扰力的时程 曲线。结果表明，该方法能够模拟出反作用轮干扰 力作为微振动激励源频率高、幅值低的特性，并且不 需要复杂的实验测试，简便高效，适用性强。 参 考 文 献 ［１］ 张振华，杨雷，庞世伟．高精度航天器微振动力学环境 分析［Ｊ］．航天器环境工程，２００９，６（２６）：５２８５３４． ＺｈａｎｇＺｈｅｎｈｕａ，ＹａｎｇＬｅｉ，ＰａｎｇＳｈｉｗｅｉ．Ｊｉｔｔｅｒｅｎｖｉ ｒｏｎｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒ ｍｉｃｒｏｐｒｅｃｉｓｉｏｎｓｐａｃｅｃｒａｆｔ ［Ｊ］． ＳｐａｃｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，６（２６）：５２８５３４． （ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） ［２］ ＲａｈｍａｎＺＨ，ＬａｓｋｉｎＲＡ．Ｍｕｌｔｉａｘｉｓｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｓｏｌａ ｔｉｏｎｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｓｔｅｅｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｐａｃｅｏｂｓｅｒ ｖａｔｉｏｎａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｃ］∥ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎａ ｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｋｏｎａ， ＨＩ： ＴｅｌｅｓｃｏｐｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｓⅢ，１９９８：７３８３． ［３］ Ｂｉａｌｋｅ Ｂ．Ａ ｃｏｍｐｉｌａｔｉｏｎ ｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ ｗｈｅｅｌｉｎｄｕｃｅｄ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ［Ｃ］∥２０ｔｈ ＡｎｎｕａｌＡｍｅｒｉｃａｎ ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ Ｇｕｉｄａｎｃｅ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｅｒ ｅｎｃｅ．ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ：［ｓ．ｎ．］，１９９７． ［４］ ＥｒｉｃＨ Ａ，ＪｏｈｎＰＦ，ＥｒｗｉｎＲＳ．Ｓａｔｅｌｌｉｔｅｕｌｔｒａｑｕｉｅｔｉ ｓｏｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｃ］∥ＩＥＥＥＡｅｒｏｓｐａｃｅＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ． Ｍｏｎｔａｎａ：［ｓ．ｎ．］，２００５． ［５］ 皮阳军，王宣银，罗晓晔，等．六自由度舰船运动模拟 器随机海浪 谱 模 拟 ［Ｊ］．振 动、测 试 与 诊 断，２０１０，４ （３０）：３７５３７８． ＰｉＹａｎｇｊｕｎ，ＷａｎｇＸｕａｎｙｉｎ，ＬｕｏＸｉａｏｙｅ，ｅｔａｌ．Ｓｉｍｕ ｌａｔｉｏｎｔｏｒａｎｄｏｍ ｏｃｅａｎ ｗａｖｅｓｐｅｃｔｒｕｍ ｕｓｉｎｇｓｉｘｄｅ ｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅｄｏｍｓｈｉｐｍｏｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｏｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｍｅａｓｕｒｅ ＆ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，２０１０，４（３０）：３７５ ３７８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） ［６］ ＲｅｂｅｃｃａＡ Ｍ，ＤａｖｉｄＷ Ｍ，ＲｏｂｅｒｔＬＧ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆｅｍｐｉｒｉｃａｌａｎｄａｎａｌｙｔｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎ ｗｈｅｅｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｍｏｄｅｌｓ［Ｃ］∥４０ｔｈ ＡＩＡＡ／ＡＳＣＥ／ＡＨＳ／ＡＳＣ Ｓｔｒｕｃ ｔｕｒｅｓ，ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｙｎａｍｉｃｓａｎｄ ＭａｔｅｒｉａｌｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ． ＡＩＡＡ／ＡＳＭＥ／ＡＨＳ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｆｏｒｕｍ ＡＩＡＡＦｏｒｕｍｏｎＮｏｎＤｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｒｉｃＡｐｐｒｏａｃｈｅｓＣｏｎ ｆｅｒｅｎｃｅ．Ｓｔ．ＬｏｕｉｓＭｉｓｓｏｕｒｉ：［ｓ．ｎ．］，１９９９． ［７］ ＧｒｅｇｏｒｙＷ Ｎ，ＪａｍｅｓＷ Ｍ．Ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎａｐ ｐｒｏａｃｈｆｏｒ ｓｐａｃｅｂｏｒｎｅ ｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］． ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９８，６ （６）：６８９７００． ［８］ 朱位秋．随机振动［Ｍ］．北京：科学出版 社，１９９２：７ ５２． ［９］ 胡隶贤．地震工程学［Ｍ］．２版．北京：地震出版 社， ２００６：４１４５． ［１０］徐赵东．土木工程常用软件分析与应用［Ｍ］．北京：中 国建筑工业出版社，２０１０：１１２１４１． ［１１］王济．ＭＡＴＬＡＢ在振动信号处理中 的 应 用［Ｍ］．北 京：中 国水利水电出版社，２００６：１４９１５２． 第一作 者 简 介：徐 赵 东，男，１９７５ 年 １１ 月生，教授、博士生导师。主要研究方向 为结构振动控制与动力学、结构抗震、智 能材料与结构。曾发表《Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｈａ ｋｉｎｇｔａｂｌｅｔｅｓｔｓｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｓｉｎｇｉｎ ｎｏｒａｔｉｖｅ》（《ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｎｄａｎｄＶｉｂｒａ ｔｉｏｎ》２００９， Ｖｏｌ．３２５， Ｎｏ．（１２））等 论文。 Ｅｍａｉｌ：ｘｕｚｈｄｇｙｑ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 第５期 徐赵东，等：航天器中反作用轮干扰力仿真研究 ８８５