基于全局灵敏度的高效一体式隔振超结构不确定性分析

来源：振动与冲击杂志2024年第20期北京时间：

作者：王东贤，赵建雷，赵伟佳，朱睿

单位：北京理工大学宇航学院，北京100081

摘要：以控制力矩陀螺(CMG)等为代表的航天器执行机构能产生微扰振，后者直接影响光学载荷的成像精度和航天器关键部件的寿命，从而降低航天器的核心性能。一体式隔振超结构展现出了优异的隔振性能，但是由制造误差带来的几何不确定性会影响其隔振频带和隔振效果。本文提出一种基于全局灵敏度的高效不确定性分析方法，能够在隔振超结构设计过程中准确地量化由制造误差带来的隔振性能偏差。首先，将高阶的稀疏点区间切比雪夫多项式展开(HOSPSCPE)与基于方差的Sobol’灵敏度指数相结合得到一种高效的全局灵敏度分析方法。该方法与传统蒙特卡洛(MCM)灵敏度分析方法相比计算效率提高了三个数量级。其次，通过忽略全局灵敏度指数较小的区间变量，大大减少了由复杂单元组成的超结构不确定性分析的工作量。最后，我们进行了不确定性灵敏度分析方法的实验验证。结果表明，我们所提出的基于全局灵敏度的不确定性分析方法可为隔振超结构的设计与制造提供高效指导。<br>

关键词：隔振超结构；不确定性分析；全局灵敏度分析；切比雪夫多项式；增材制造