基于液体晃动实时监测系统的非线性晃动特性研究

摘要

针对充液航天器贮箱内液体燃料的非线性晃动，对航天器姿态和轨道的稳定运行与精准控制产生重要的影响。设计并搭建了一套液体晃动实时监测系统，系统利用力传感器和加速度传感器，采集在不同形状的贮箱、不同充液比以及不同激励条件下充液贮箱内液体晃动力\力矩及加速度等动态信号，并进一步验证了液体非线性晃动特性和软件实时数据采集的可行\力矩数据与有限元仿真结果进行对比分析，表明了液体沿激励方向经历一个平面晃动阶段，随着增大激励频率\幅值，液体将快速进入非平面晃动阶段。通过实验与仿真的比较，数值仿真能够有效反映液体晃动状态，但仍需结合实时监测系统数据进行校验。