某无人机光电平台隔振设计及试验分析

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1、第33卷第5期航天返回与遥感2012年10月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING39某无人机光电平台隔振设计及试验分析段鹏飞范斌项卫国(北京空间机电研究所，北京100076)摘要机载光电平台的稳定性和跟踪精度受振动扰动的影响十分敏感．为了提高平台任务载荷的成像品质．需要通过合理的隔振设计对光电平台的振动环境加以改善。文章以某无人机吊舱平台为背景，结合被动隔振理论及被动隔振系统的动力学模型．给出光电平台隔振设计的技术思想及具体的隔振方案。并通过振动试验对隔振设计的效果进

2、行了检验试验结果表明．隔振系统内部测点的加速度均方根与外部测点的相比减小了60％．说明了隔振设计的减振效力．进而验证了隔振方案的合理性，为更深入的机载隔振系统设计提供了参考依据关键词机载光电平台被动隔振橡胶隔振器振动试验无人机中图分类号：V241．02文献标识码：A文章编号：1009—8518(2012)05—0039—08DOI：10．3969／j．issn．1009-8518．2012．05．006VibrationIsolationDesignandTestAnalysisofopti—e

3、lectr0nicPlatformf0raUAVDUANPengfeiFANBinXIANGWeiguo(BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity，Beijing100076，China)AbstractAneffectivevibrationisolationdesigniSofnecessityforensuringthestabilityandtrackprecisionsofAirborneOpti-electronicPlatform(A

4、OP)，anddecreasingtheeffectofvibrationdisturbanceontheopticpayloadsystemonAOP．SuchadesignforAOPofaUAVisindicatedaccordingtopassivevibrationisolationtheoryanddynamicmode1．andtheisolationeffectiSillustratedwithavibrationtest．ThetestresultsshowthatRMSthe

5、accelerationoftheinteriormeasuringpointofthevibrationsystemiS60％lessthanthatofexteriormeasuringpoint．Itprovesthatthefeasibilityofthedesignisreasonable，andthepracticeandanalysisarehelpfultofurtherdesignoptimization．Keywordsairborneopti—electronicplatf

6、orm；passivevibrationisolation；rubbervibrationisolator；vibrationtest；UAV1引言无人机吊舱主要为可见光电视等高灵敏度光学载荷提供机动灵活、实时准确、范围广泛、稳定的追踪平台。吊舱结构由外方位(包括电机组件、外方位盘和外方位框架)、外俯仰、内俯仰(包括内俯仰及电视等光学收稿日期：2011-12—08笙塑段鹏飞等：某无人机光电平台隔振设计及试验分析41式中厂为振动扰动力频率为隔振系统的固有频率；为隔振器阻尼。图3为振动传递率与频率比

7、筋及阻尼三者之间的关系，图中可以看出，~f／fo：1时，振动传递率最大，此时隔振系统处于共振状态；当筋=、／时，传递率1，此时隔振器系统无隔振效果；fifo>1时，传递率T、／。料协图3传递率与频率比关系Fig．3CurvesoftransmissionrateVSfrequencyratio2．2被动隔振系统动力学模型[6-7]隔振系统的动力学模型不能只用一个自由度方向来描述，需要考虑隔振系统质心偏离其平衡位置的3个主轴

8、方向的位移XO，Yo，速度磊，y‘。，。，以及质心绕3个主轴的转角，，，角速度&，，户，这样平台上任意位置坐标(麓，Y，)的位移(，，出)和速度(互，，)可以表示为：dxi=Xo—YiY+zipdyi=Yo—zi+xiYdz=zo—Yi8+zl隔振系统的刚体动能为：E=告(++磊)+(西++户)其中m为隔振系统的总质量；，Jy，为隔振系统沿3个主轴方向的转动惯量设隔振器在3个主轴方向的刚度分别为kx／kk，则隔振系统应变势能为：U=1厶I2++}将隔振系统的刚体动能E和应变势能U带入拉格朗日方程