高精度星模拟器光机系统与支撑结构设计及其模态分析.pdf

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1、第35卷第2期长春理工大学学报(自然科学版)Vol-35No．22012年6月JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Jun．2012___口同精度星模拟器光机系统与支撑结构设计及其模态分析韩乐，张国玉，孙高飞，孙向阳(1．长春理工大学光电工程学院，长春130022；2．吉林省光电测控仪器工程技术研究中心，长春130022)摘要：高精度星模拟器作为高精度星敏感器地面标定系统，随着近年来我国深空光学导航技术的发展，得到了广

2、泛的应用。光机系统作为高精度星模拟器的核心部件，其镜筒结构设计是否合理、材料选择是否正确，直接影响高精度星模拟器的标定精度。本文根据高精度星模拟器光学系统给定的光学尺寸、装调要求，建立光学系统结构的三维仿真模型，并应用有限元ANSYS软件进行模态分析，最终结果证明了光机结构设计的合理性，满足高精度星模拟器设计要求。关键词：星模拟器；光机结构；有限元分析；模态分析中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1672-9870(2012)02-0036-04Opto-MechanicalSystemandtheSupporti

3、ngStructureDesignandModalAnalysisforveryHighAccuracyStarSimulatorHANLe，ZHANGGuoyu'2SUNGaofei，SUNXiangyang(1．CollegeofOptoelectronicEngineering，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022；2．JilinPhotoelectricMeasurementandControlInstrumentationEngineer

4、ingTechnologyResearchCenter。Changchun130022)Abstract：Alongwithourcountrydeepspaceopticalnavigationtechnologydevelopmentinrecentyears，veryhighaccu—racystarsimulatorasaveryhighprecisionofstarsensorgroundcalibrationsystem，hasbeenwidelyused．Largefieldofopticalsystemwit

5、hlongfocallengthasaveryhighaccuracystarsimulatoristhecorepartoftheComponent，Thelensstructuredesignisreasonableornot，materialselectioniscorrectornot，directlyaffectthecalibrationaccuracyofhigh—precisionstarsimulator．Inthispaper，accordingtotheveryhighaccuracyofoptical

6、systemforstarsimulatorgiv—enbyopticalsize，alignmentrequirements，establishopticalsystemstructureof3Dsimulationmode1．Andtheapplica—tionoffiniteelementsoftwareANSYSforthermodynamics，selfweightdeformationandstress，modelanalysis，thefi—natresuksprovetherationatityofthede

7、signofmechanicalstructure，meetveryhighaccuracystarsimutatorcatihrationrequirements．Keywords：starsimulator；opto——mechanicalstructure；finiteelementanalysis；modalanalysis目前，深空探测已成为国际航天探测领域的热成。目标标准源安装在长焦距大视场光机系统的焦点问题，对航天器导航精度提出了更高的要求，高精平面位置，提供静态可变星等的星图，通过长焦距大度星模拟器作为光学导

8、航敏感器地面标定系统得到视场投影光学系统以准直光平行投射到高精度星敏了广泛应用。感器入瞳，完成高精度星图的模拟，其工作原理如图本文所设计高精度星模拟器主要由高精度大口1所示。径目标标准源、长焦距大视场光机系统两部分组根据高精度星模拟器设计要求及给定光学系统收稿日期：2011-10-13作者