太阳电池翼的高精度质量特性测试方法研究

发布时间：2025-07-01 22:34

　　 航天器的质量特性(包括质量和质心等)是影响航天器在轨运行的重要参数。为了解决太阳电池翼传统质量特性测试方法中存在的测量精度低、测量效率低、测量手段落后的问题,设计了一种高精度、高效、自动化的太阳电池翼质量特性测试方法。通过姿态调整装置对太阳电池翼进行倾斜姿态调整,并采用多次测量值取算数平均的方法,测得太阳电池翼的质量和质心。姿态调整装置可匹配太阳电池翼多种接口形式,实现多平台太阳电池翼俯仰姿态(0°～60°)的调整,并结合所提方法的集成软件算法,实现太阳电池翼质量、质心的自动求解。最后通过实验验证了所提方法的可行性。结果表明所提方法的质量测量精度高于0.01%G(满量程)+0.1kg,质心测量精度高于0.5 mm,测量时间从原先的8 h缩短至40 min,在满足测量精度的基础上,提高了太阳电池翼质量特性的测试效率,大大节省了人力成本,为后续航天器太阳电池翼生产线量产奠定了基础。

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【部分图文】：

图3 太阳电池翼质心纵向坐标测量原理

如图3所示，A为太阳电池翼倾斜中心（固定铰链），在XAY面内，太阳电池翼的质心C逆时针绕A旋转α后变为C′，其未旋转时测得质心纵向坐标为Yc，旋转α后，其质心纵向坐标变为Yc′，设|AC|=|AC′|=l，建立如下测试算法模型：求解式（3）可得：

图4 太阳电池翼质量特性测试台结构组成

如图4所示，测试台主体是太阳电池翼质量、质心测量的主要功能组件，它通过3个称重传感器的实时力值反馈作为输入，实现太阳电池翼质量、质心的高精度计算输出。调姿工装用于实现太阳电池翼的姿态倾斜，使测试台主体实现太阳电池翼质心3个方向坐标的全部测量。转接工装是固定太阳电池翼的定位机构，实....

图5 太阳电池翼质量特性测试台电气测控系统组成

由于实际测量中每个独立称重单元之间误差不相关或联系很微弱，取ρij=0，则式（6）可简化为：图6太阳电池翼质量特性测试台电气测控系统原理

图6 太阳电池翼质量特性测试台电气测控系统原理

图5太阳电池翼质量特性测试台电气测控系统组成由式（7）可知，太阳电池翼质量测量误差取决于3个称重单元自身的误差，而变送仪表的分辨率足够大，精度远高于传感器精度，所以太阳电池翼质量测量误差取决于3个称重传感器自身的误差。

本文编号：4054796