航天器的質(zhì)量特性(包括質(zhì)量和質(zhì)心等)是影響航天器在軌運(yùn)行的重要參數(shù)。為了解決太陽電池翼傳統(tǒng)質(zhì)量特性測(cè)試方法中存在的測(cè)量精度低、測(cè)量效率低、測(cè)量手段落后的問題,設(shè)計(jì)了一種高精度、高效、自動(dòng)化的太陽電池翼質(zhì)量特性測(cè)試方法。通過姿態(tài)調(diào)整裝置對(duì)太陽電池翼進(jìn)行傾斜姿態(tài)調(diào)整,并采用多次測(cè)量值取算數(shù)平均的方法,測(cè)得太陽電池翼的質(zhì)量和質(zhì)心。姿態(tài)調(diào)整裝置可匹配太陽電池翼多種接口形式,實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)太陽電池翼俯仰姿態(tài)(0°～60°)的調(diào)整,并結(jié)合所提方法的集成軟件算法,實(shí)現(xiàn)太陽電池翼質(zhì)量、質(zhì)心的自動(dòng)求解。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的可行性。結(jié)果表明所提方法的質(zhì)量測(cè)量精度高于0.01%G(滿量程)+0.1kg,質(zhì)心測(cè)量精度高于0.5 mm,測(cè)量時(shí)間從原先的8 h縮短至40 min,在滿足測(cè)量精度的基礎(chǔ)上,提高了太陽電池翼質(zhì)量特性的測(cè)試效率,大大節(jié)省了人力成本,為后續(xù)航天器太陽電池翼生產(chǎn)線量產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

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圖3 太陽電池翼質(zhì)心縱向坐標(biāo)測(cè)量原理

如圖3所示，A為太陽電池翼傾斜中心（固定鉸鏈），在XAY面內(nèi)，太陽電池翼的質(zhì)心C逆時(shí)針繞A旋轉(zhuǎn)α后變?yōu)镃′，其未旋轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)得質(zhì)心縱向坐標(biāo)為Yc，旋轉(zhuǎn)α后，其質(zhì)心縱向坐標(biāo)變?yōu)閅c′，設(shè)|AC|=|AC′|=l，建立如下測(cè)試算法模型：求解式（3）可得：

圖4 太陽電池翼質(zhì)量特性測(cè)試臺(tái)結(jié)構(gòu)組成

如圖4所示，測(cè)試臺(tái)主體是太陽電池翼質(zhì)量、質(zhì)心測(cè)量的主要功能組件，它通過3個(gè)稱重傳感器的實(shí)時(shí)力值反饋?zhàn)鳛檩斎耄瑢?shí)現(xiàn)太陽電池翼質(zhì)量、質(zhì)心的高精度計(jì)算輸出。調(diào)姿工裝用于實(shí)現(xiàn)太陽電池翼的姿態(tài)傾斜，使測(cè)試臺(tái)主體實(shí)現(xiàn)太陽電池翼質(zhì)心3個(gè)方向坐標(biāo)的全部測(cè)量。轉(zhuǎn)接工裝是固定太陽電池翼的定位機(jī)構(gòu)，實(shí)....

圖5 太陽電池翼質(zhì)量特性測(cè)試臺(tái)電氣測(cè)控系統(tǒng)組成

由于實(shí)際測(cè)量中每個(gè)獨(dú)立稱重單元之間誤差不相關(guān)或聯(lián)系很微弱，取ρij=0，則式（6）可簡化為：圖6太陽電池翼質(zhì)量特性測(cè)試臺(tái)電氣測(cè)控系統(tǒng)原理

圖6 太陽電池翼質(zhì)量特性測(cè)試臺(tái)電氣測(cè)控系統(tǒng)原理

圖5太陽電池翼質(zhì)量特性測(cè)試臺(tái)電氣測(cè)控系統(tǒng)組成由式（7）可知，太陽電池翼質(zhì)量測(cè)量誤差取決于3個(gè)稱重單元自身的誤差，而變送儀表的分辨率足夠大，精度遠(yuǎn)高于傳感器精度，所以太陽電池翼質(zhì)量測(cè)量誤差取決于3個(gè)稱重傳感器自身的誤差。

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