基于角速率陀螺的模拟太空帆板扭转振动控制装置与方法

摘要

本发明公开了基于角速率陀螺的模拟太空帆板扭转振动控制装置与方法。该装置在挠性悬臂板自由端纵向中间位置安装角速率陀螺作为检测扭转模态振动的传感器，在自由端纵向中部双面反对称粘贴多片压电陶瓷片，压电陶瓷片双面极性相同并联连接在一起组成扭转模态驱动器。在靠近悬臂板固定端双面对称粘贴多片压电陶瓷片作为弯曲模态的传感器和驱动器。该方法利用角速率陀螺安装方式和压电陶瓷片的优化配置，实现了挠性悬臂板的弯曲和扭转振动模态在检测和驱动控制上的解耦，实现了挠性板振动主动抑制的目的。本方法主要涉及到基于角速率陀螺传感器和压电扭转模态驱动器实现挠性板扭转模态振动主动抑制。

主权项

1、一种基于角速率陀螺的模拟太空帆板扭转振动控制装置，其特征在于该装置的挠性板通过机械支架夹持装置固定为悬臂板，挠性板通过机械支架夹持装置固定为悬臂板，在挠性板固定端横向20～25mm处前后两面对称粘贴的多片压电陶瓷片，多片压电陶瓷片之间在挠性板的纵向距离为20～160mm，姿态角度为0°，多片压电陶瓷片双面极性相反并联连接在一起组成弯曲模态压电驱动器；弯曲模态传感器为一片压电陶瓷片，在挠性板的横向靠近固定端20～25mm处，位于挠性板的纵向中线，姿态角度为0°；在挠性板靠近自由端一段距离的纵向中部双面反对称粘贴多片压电陶瓷片，压电陶瓷片双面极性相同并联连接在一起组成扭转模态驱动器，扭转模态驱动器的压电陶瓷片之间在横向距离为35～100mm，扭转模态驱动器粘贴在正面的压电陶瓷片姿态角度为45°；角速率陀螺传感器安装在挠性板的自由端纵向中间位置，角速率陀螺传感器的检测轴线和挠性板扭转振动模态的节线平行；弯曲模态传感器与极低频电荷放大器信号连接，极低频电荷放大器和角速率陀螺传感器分别通过多通道A/D转换数据采集卡与计算机信号连接；弯曲模态压电驱动器和扭转模态驱动器分别与多路压电陶瓷电源连接；多路压电陶瓷电源通过多通道D/A转换卡与计算机信号连接。