宇航学报
宇航學報
우항학보
Journal of Astronautics
2015年
11期
1324-1331
,共8页
刘强%武登云%韩邦成%樊亚洪
劉彊%武登雲%韓邦成%樊亞洪
류강%무등운%한방성%번아홍
磁悬浮飞轮%优化设计%灵敏度%锁紧机构%空间应用
磁懸浮飛輪%優化設計%靈敏度%鎖緊機構%空間應用
자현부비륜%우화설계%령민도%쇄긴궤구%공간응용
Magnetic bearing flywheel%Optimization design%Sensitivity%Locking device%Space application
针对在轨磁悬浮飞轮转子系统,考虑发射主动段振动工况,提出一种基于灵敏度分析的多学科优化设计方法.通过比较分析内、外锁紧方案对锁紧状态飞轮转子系统共振频率的影响,得到了较优的抱式外锁紧方案.在此基础上,对飞轮转子进行灵敏度分析,并选择高灵敏度结构参数作为优化设计变量.考虑其结构强度、转动惯量、控制性能、自由状态和锁紧状态一阶共振频率,以飞轮转子质量最小为优化目标,利用序列二次规划法对其进行多学科优化设计.优化结果表明,在满足发射振动工况下,飞轮转子极转动惯量与质量的数值比达到最大为0.0070,比初始值0.0064提高了9.4％.该优化方法提高了飞轮转子设计的可靠性和效率,其首次在轨实验成功对我国磁悬浮飞轮空间应用具有重要意义.
針對在軌磁懸浮飛輪轉子繫統,攷慮髮射主動段振動工況,提齣一種基于靈敏度分析的多學科優化設計方法.通過比較分析內、外鎖緊方案對鎖緊狀態飛輪轉子繫統共振頻率的影響,得到瞭較優的抱式外鎖緊方案.在此基礎上,對飛輪轉子進行靈敏度分析,併選擇高靈敏度結構參數作為優化設計變量.攷慮其結構彊度、轉動慣量、控製性能、自由狀態和鎖緊狀態一階共振頻率,以飛輪轉子質量最小為優化目標,利用序列二次規劃法對其進行多學科優化設計.優化結果錶明,在滿足髮射振動工況下,飛輪轉子極轉動慣量與質量的數值比達到最大為0.0070,比初始值0.0064提高瞭9.4％.該優化方法提高瞭飛輪轉子設計的可靠性和效率,其首次在軌實驗成功對我國磁懸浮飛輪空間應用具有重要意義.
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