空间级摆镜平台寿命试验研究

研究空间天文望远镜图像稳定系统中的摆镜平台的寿命评估问题。分析摆镜平台失效机理，建立失效模型，设计摆镜平台寿命试验方案，建立摆镜平台寿命试验系统，进行寿命试验，根据试验得到的数据，采用贝叶斯蒙特卡罗仿真方法进行寿命分析，给出摆镜平台的寿命估计。. 通过本项目的研究，掌握摆镜平台寿命评估技术，给出摆镜平台的寿命估计，为在我国空间望远镜和遥感卫星上使用图像稳定技术，实现高分辨率和高质量成像奠定基础。

图像稳定控制系统是大口径空间天文望远镜中的一个关键子系统，通常由探测单元，计算控制单元和校正单元组成。探测单元和计算控制单元为电子学系统。校正单元为一个摆镜，由平面反射镜体和摆镜平台组成。摆镜平台是图像稳定控制系统中唯一的活动部件，对图像稳定控制系统的寿命有重要影响，为评估摆镜平台的寿命，我们开展了摆镜平台寿命试验研究。主要研究内容包括：摆镜平台失效机理、摆镜平台寿命试验系统设计和实现、摆镜平台寿命评估方法。分析了摆镜平台的组成和机械结构以及关键部件压电陶瓷促动器的失效机理，在此基础上给出了摆镜平台的失效模式；设计并实现了由摆镜平台、摆镜驱动器、信号发生器、电容式位移测量仪、双频激光干涉仪和控制计算机等组成的摆镜平台寿命试验系统，并在其上开展了寿命试验；采用互相关和去偏移的方法处理寿命试验数据，克服了压电陶瓷磁滞和蠕动效应对数据比较的影响，通过测量数据间相对比较给出了摆镜平台是否工作正常的判定准则；利用半经验虚拟增广子样与Bootstrap相结合的方法给出了摆镜平台寿命的区间估计。摆镜寿命试验系统已申请发明专利。项目的研究成果对于图像稳定系统的寿命估计和空间应用具有重要意义。