微振動模擬與主被動隔振一體化實驗平臺

秦 超，周洪海，賀 帥，徐振邦*，朱 赫

（1.中國科學院 長春光學精密機械與物理研究所，吉林 長春 130033；2.中國科學院大學，北京 100049；3.中國科學院 空間光學系統在軌制造與集成系統重點實驗室，吉林 長春 130033）

1 引言

隨著遙感應用市場的擴大，對遙感衛星圖像分辨率和像質的要求越來越高［1］。高穩定性是高分辨率的基礎，而遙感衛星中反作用飛輪組件（Reaction Wheel Assembly，RWA）、控制力矩陀螺儀（Control Moment Gyroscope，CMG）和制冷機產生的微振動是影響穩定性的主要原因［2-3］。這些微振動具有振幅小、頻帶寬的特點，不會使結構破壞，但通過衛星結構傳遞到光學系統會導致遙感衛星的圖像質量顯著降低［4］。因此，需要預測在軌微振動對光學有效載荷性能的影響。

模擬空間微振動環境，在地面進行微振動實驗是驗證航天遙感器能否在軌可靠工作的重要措施［5］。在高分辨率成像科學實驗（HiRISE）項目中，對指向穩定性誤差進行了分配，RWA 的結構非理想對稱性產生的振動干擾被認為是最嚴重的影響因素，其次是制冷機和框架驅動器［6-7］。RWA 的主要擾動頻率在0～200 Hz［8］，CMG 和制冷機產生的微振動頻率為60～300 Hz［9-11］。因此，在進行微振動實驗時，實驗系統在這些頻段要有效模擬在軌真實情況。

遙感衛星的地面微振動實驗有兩個重要要求：一是要隔離除儀器本身微振動源以外的其他擾動；二是為儀器提供能夠模擬其真實工作時的微振動環境，以光學儀器載荷與衛星平臺安裝接口為界面進行模擬。Park 等開發并測試了針對RWA 的單軸微振動模擬器［12］，Zheng 等設計了六自由度微振動激勵平臺，可滿足同時進行多頻激勵的要求且在300 Hz 的頻率內可以達到較高的控制精度［13］，但模擬實驗時兩者均未考慮外界擾動的隔離。……