两级非接触磁浮主动隔振指向卫星平台构型的制作方法

本发明涉及卫星隔振构型设计领域，具体地，涉及两级非接触磁浮主动隔振指向卫星平台构型。

背景技术：

1、随着航天器规模和功能越来越复杂，需要配置大型的挠性附件和转动机构，如太阳帆板、天线、遮光罩、控制力矩陀螺等，影响卫星的高精度成像、快速姿态机动和稳定。且随着功能复杂的分体式载荷出现，传统的一级主动隔振不能同时实现载荷前、后端均需要实现振动隔离和对准控制，因此需要设计新的分别对载荷前、后端实现振动隔离的卫星构型。

2、虞自飞等在专利《卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置》(cn201410588759.6)和《卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置》(cn201410572359.6)中设计了一种由吸振弹性单元和阻尼层等组成的被动隔振装置，降低飞轮、cmg等振源的微振动响应。该被动隔振系统为典型的单机被动隔振，仍然不能满足高精度光学等载荷对微振动的指标需求。

3、周刘彬等在专利《一种电磁式主被动复合隔振器》(cn201510396715.8)中设计了一种被动隔振器和非接触主动电磁执行器串联的主被动复合隔振装置，有效隔离不同频率段的振动。但该装置只用于隔振，无法实现指向控制的功能。

4、郑钢铁等在专利《卫星有效载荷多自由度隔振器及系统》(cn201110058327.0)中设计了一种应用于隔离平台振动的被动隔振器，并利用该隔振器设计了隔振系统，实现平台振动向载荷传递的衰减。该被动隔振结构简单，但隔振效率较主动隔振较低。

5、汤亮等在专利《一种航天器多级复合控制的超高精度姿态》(cn201810588771.5)描述了卫星平台、主动主动指向超静平台、快反镜三级隔振平台，通过振源、载荷、快反镜三级振动补偿，为载荷载荷超静环境。但该方法无法实现分离载荷的隔振设计。

6、张伟等在专利《双超卫星八杆六自由度卫星平台及其解耦控制方法》(cn201810588771.5)中描述了基于磁浮作动器的非接触两舱卫星构型，通过空间的非接触隔离平台微振动，但只应用于平台、载荷两体卫星。

7、目前，未见对载荷前后端实现分别主动隔振指向的研究。本发明基于非接触磁浮作动技术，设计了两级主动隔振指向的卫星构型。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种两级非接触磁浮主动隔振指向卫星平台构型。

2、根据本发明提供的一种两级主动隔振卫星平台构型，包括卫星平台、后端磁浮作动器、载荷后端、中间舱段、前端磁浮作动器以及载荷前端，载荷前端通过前端磁浮作动器与卫星的中间舱段连接，载荷后端通过后端磁浮作动器与卫星平台连接，后端磁浮作动器和前端磁浮作动器的数量分别为八台；

3、载荷后端和载荷前端分别通过后端磁浮作动器和前端磁浮作动器实现对卫星平台的振动隔离，并通过调整载荷后端指向和位置实现载荷后端和载荷前端的对准。

4、优选的，载荷前端通过八台前端磁浮作动器与卫星平台非接触连接，前端磁浮作动器保持载荷前端和卫星平台的相对位置和相对姿态，避免发生载荷和卫星平台的碰撞。

5、优选的，载荷后端通过八台后端磁浮作动器与卫星平台非接触连接，通过反馈载荷后端相对载荷前端的相对位置和相对姿态信息，计算控制指令，实现载荷后端对准载荷前端，满足载荷要求。

6、优选的，载荷后端和载荷前端的相对位置和相对姿态通过高精度测量装置进行精确测试，高精度测量装置实现对相对位姿的闭环控制。

7、优选的，通过闭环控制实现载荷后端相对载荷前端的相对位置和相对姿态保持在要求的控制。

8、优选的，后端磁浮作动器、载荷后端、前端磁浮作动器以及载荷前端分别连接于卫星服务舱内，中间舱段固连于卫星服务舱，且中间舱段为前端磁浮作动器提供结构支撑。

9、优选的，载荷后端和载荷前端通过舱间线缆或者无线通信、激光通信实现信息交互。

10、优选的，载荷后端和载荷前端通过舱间线缆实现供电。

11、优选的，卫星平台上安装有运动部件、挠性部件以及贮箱，卫星平台实现整星能源供给、星地信息交互以及服务舱的轨道和姿态控制。

12、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

13、本发明通过前端磁浮作动器和后端磁浮作动器能够为分体式载荷前端部分和后端部分的同时提供安静的工作环境，实现两部分载荷的解耦控制；提出的卫星构型简单，可在高低轨道卫星中使用，尤其是在微振动要求高、卫星规模大、载荷复杂的大型光学卫星等领域，适用范围广。

技术特征：

1.一种两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，包括卫星平台(1)、后端磁浮作动器(2)、载荷后端(3)、中间舱段(4)、前端磁浮作动器(5)以及载荷前端(6)，所述载荷前端(6)通过所述前端磁浮作动器(5)与卫星的所述中间舱段(4)连接，所述载荷后端(3)通过所述后端磁浮作动器(2)与所述卫星平台(1)连接，所述后端磁浮作动器(2)和所述前端磁浮作动器(5)的数量分别为八台；

2.根据权利要求1所述的两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，所述载荷前端(6)通过八台所述前端磁浮作动器(5)与所述卫星平台(1)非接触连接，所述前端磁浮作动器(5)保持所述载荷前端(6)和所述卫星平台(1)的相对位置和相对姿态，避免发生载荷和所述卫星平台(1)的碰撞。

3.根据权利要求1所述的两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，所述载荷后端(3)通过八台所述后端磁浮作动器(2)与所述卫星平台(1)非接触连接，通过反馈所述载荷后端(3)相对所述载荷前端(6)的相对位置和相对姿态信息，计算控制指令，实现所述载荷后端(3)对准所述载荷前端(6)，满足载荷要求。

4.根据权利要求3所述的两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，所述载荷后端(3)和所述载荷前端(6)的相对位置和相对姿态通过高精度测量装置进行精确测试，所述高精度测量装置实现对相对位姿的闭环控制。

5.根据权利要求4所述的两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，通过闭环控制实现所述载荷后端(3)相对所述载荷前端(6)的相对位置和相对姿态保持在要求的控制。

6.根据权利要求1所述的两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，所述后端磁浮作动器(2)、所述载荷后端(3)、所述前端磁浮作动器(5)以及所述载荷前端(6)分别连接于卫星服务舱内，所述中间舱段(4)固连于卫星服务舱，且所述中间舱段(4)为前端磁浮作动器(5)提供结构支撑。

7.根据权利要求1所述的两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，所述载荷后端(3)和所述载荷前端(6)通过舱间线缆或者无线通信、激光通信实现信息交互。

8.根据权利要求1所述的两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，所述载荷后端(3)和所述载荷前端(6)通过舱间线缆实现供电。

9.根据权利要求1所述的两级主动隔振卫星平台构型，其特征在于，所述卫星平台(1)上安装有运动部件、挠性部件以及贮箱，所述卫星平台(1)实现整星能源供给、星地信息交互以及服务舱的轨道和姿态控制。

技术总结本发明提供了一种涉及卫星隔振构型设计领域的两级主动隔振卫星平台构型，包括卫星平台、后端磁浮作动器、载荷后端、中间舱段、前端磁浮作动器以及载荷前端，载荷前端通过前端磁浮作动器与卫星的中间舱段连接，载荷后端通过后端磁浮作动器与卫星平台连接，后端磁浮作动器和前端磁浮作动器的数量分别为八台；载荷后端和载荷前端分别通过后端磁浮作动器和前端磁浮作动器实现对卫星平台的振动隔离，并通过调整载荷后端指向和位置实现载荷后端和载荷前端的对准。本发明能够为分体式载荷前端和后端同时提供安静的工作环境，实现两部分载荷的解耦控制；构型简单，可在高低轨道卫星中使用，适用范围广。技术研发人员：周丽平,张丹丹,徐莹,向秀娟,张如变,薛久明,周徐斌,沈毅力,张健受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/17