运动副间隙对卫星天线双轴机构动态特性影响

潘冬 王兴贵 赵阳

（哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨150001）

1 引言

卫星天线双轴驱动机构是在空间特定环境下，用来实现天线两自由度运动与定位的专用空间机构，可以实现天线对目标的实时跟踪、定位、伺服等多种功能。双轴驱动机构在国内外的通信卫星和数据中继卫星上广泛应用［1］。

随着航天事业发展，对卫星天线指向精度提出了更高的要求，双轴驱动机构有运动副的存在，就不可避免地存在间隙，间隙的存在，使得机构的运动、动力学特性变得异常复杂，尤其存在内碰撞，严重影响机构的精度与稳定性。由于制造工艺及成本限制，通过制造精度消除间隙是不现实的，综合分析间隙引入各因素对天线双轴机构动态特性的影响，分析其主要影响因素、影响程度和影响规律，进而加以控制，是提高卫星天线指向精度的有效途径。国内外学者对含间隙机构的运动学和动力学问题开展了多年的研究，并取得了丰硕的成果［2-5］，但现有文献对于卫星天线双轴驱动机构的研究甚少，文献［6］应用虚拟样机技术研究了理想情况下双轴机构运动特性，文献［7］对双轴机构指向精度的静态影响因素进行了分析，对点波束天线指向计算问题进行了详细的研究。目前，尚未见文献对含间隙卫星天线双轴机构指向精度动态影响因素及其影响规律进行研究。

本文以中国某高指向精度要求的卫星天线双轴驱动机构为研究对象，分析运动副间隙及其大小、不同驱动力矩等因素对机构动力学特性的影响规律，可为卫星天线双轴机构的结构设计与优化提供理论参考。……