卫星试验分布式高速声学定位系统

1 测试目的和意义

       

在大型卫星的振动台试验过程中，偶发性的松动、撞击、摩擦会造成结构损伤和失效，常规的振动监测点无法快速检测异常位置甚至无法感知到微弱的异响信号，因此有必要采用高速声学成像感知在卫星振动过程中的异响状态和位置信息。由于成像视场角的限制，单台设备无法做到全景覆盖，需要采用多角度多台进行同步采集和识别，配合振动台试验同步试验。高速声成像设备通过麦克风阵列感知声场位置和可见光摄像头图像融合形成二维图片和视频，多台可以形成多个角度的结果，并且配合声信号的采集和分析对振动过程中的异响信号进行处理分析。

2 分类及应用场景

        航天器在发射过程中，由于受到火箭推力不稳定而产生振动，根据运载方给出的整器力学环境考核条件，按照航天器研发流程可进行航天器整器试验有：
        (1)模态试验；航天器研制的模样和初样阶段，进行模态试验以便和有限元模型进行耦合。

        (2)振动试验；航天器研制的初样和正样阶段，进行振动试验以便模拟航天器发射过程中所承受的振动环境。

3 方案设计

        

卫星试验分布式高速声学定位系统主要用于350kN振动台的整星试验，在振动台进行振动试验过程中，通过实时多角度同步监测整星的声学信号，通过麦克风阵列的方法实时多阵列多角度协同对结构干涉、松动等造成的异响实现精准捕捉。同时此系统也适合于清场监测整星无线测试尤其是大功率微波测试，以及星载活动部件连续加电测试过程中，人员不能靠近，通过声学方法对于稳态、瞬态及运动声源均能获得三维空间数据并实现快速故障特征的快速识别和准确定位。

4 应用案例