星載光電跟瞄轉(zhuǎn)臺動態(tài)特性分析

彭加力，阮萍，謝友金，李治國，王佳浩，韓璟宇

（1 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所，西安 710119）

（2 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

（3 中國科學(xué)院空間精密測量技術(shù)重點實驗室，西安 710119）

0 引言

星載光電跟瞄轉(zhuǎn)臺是一種空間光電載荷，用以在干擾因素復(fù)雜的空間環(huán)境中實現(xiàn)系統(tǒng)光軸的穩(wěn)定及對目標(biāo)的跟蹤，廣泛應(yīng)用于空間觀測和激光通信等領(lǐng)域，是光電測控領(lǐng)域的重要單機裝備［1-5］，美國天基空間目標(biāo)監(jiān)視（Space-Based Space Surveillance， SBSS）系統(tǒng)，日本（Optical Inter-orbit Communications Engineering Test Satellite， OICETS）衛(wèi)星上搭載的（Laser Utilizing Communication Equipment， LUCE）激光通信終端以及我國探月工程中的極紫外相機（Extreme Ultraviolet Camera， EUVC）等均使用了星載光電跟瞄轉(zhuǎn)臺［6-9］。

在發(fā)射過程中，星載光電跟瞄轉(zhuǎn)臺受運載火箭產(chǎn)生的加速度動載荷作用，轉(zhuǎn)臺及光電載荷將會產(chǎn)生不同程度的振動響應(yīng)， 響應(yīng)大小與動載荷量級成正比。當(dāng)激勵頻率與系統(tǒng)本身固有頻率接近時，將會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，響應(yīng)被放大，由于系統(tǒng)存在一定的阻尼，響應(yīng)不會至無窮大，但過高的響應(yīng)放大依舊會對光學(xué)系統(tǒng)的工作性能、精度、效率、壽命、安全性和可靠性等產(chǎn)生直接影響。因此分析星載光電跟瞄轉(zhuǎn)臺的動態(tài)特性，確定系統(tǒng)固有頻率及響應(yīng)，對光機系統(tǒng)的設(shè)計以及環(huán)境試驗的實施具有重要指導(dǎo)作用。

工程中往往通過有限元方法獲取轉(zhuǎn)臺動態(tài)特性，因而建立能夠準(zhǔn)確反映轉(zhuǎn)臺剛度和阻尼特性的有限元模型是準(zhǔn)確分析固有頻率及響應(yīng)特性的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)臺剛度特性由材料、構(gòu)件的截面以及各構(gòu)件連接處的剛度決定，對于確定結(jié)構(gòu)來說，各構(gòu)件連接部位作為載荷的傳遞路徑，其剛度特性直接影響著轉(zhuǎn)臺整體的剛度特性。……