CN115901443A - 一种空间张拉薄膜实验装置及地面模拟实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空间动力学技术领域，具体公开了一种空间张拉薄膜实验装置及地面模拟实验方法。该空间张拉薄膜实验装置包括样机、夹持模组、驱动模组以及控制模组；样机包括边框、薄膜以及张拉绳索，张拉绳索连接边框以及薄膜，夹持模组的顶部两端分别夹持边框的两侧中点，驱动模组位于夹持组件的底部中端，为张拉绳索提供动力，控制模组分布于边框上。通过操作不同的控制模组可实现一般模态特性测试实验、动力学特性实验；动态响应主动控制实验的完成，为较大尺度的空间张拉薄膜地面模拟实验提供方法。

Description

一种空间张拉薄膜实验装置及地面模拟实验方法

技术领域

本发明涉及空间动力学技术领域，具体是一种空间张拉薄膜实验装置及地面模拟实验方法。

背景技术

随着人们在空间领域的探究与深入，更多空间结构也逐步走入人们视野。其中，空间张拉薄膜结构具有质量轻、收纳体积小、折展比大、成本低等突出优点，是一种极具发展前景的空间结构。然而，空间张拉薄膜结构又同时具有超低频率、密集模态、强非线性、低阻尼比等动力学特征，一旦受到扰动就极易产生持续振荡，进而降低其工作的稳定性和可靠性。在空间张拉薄膜结构服役期间，姿态调整时的机动操作是引发结构动态响应的主要因素之一。在对空间薄膜航天器及其附件的轨道参数、位置姿态以及结构指向等参数进行调整时，推力发动机脉冲、结构运动等状态改变都会引发空间张拉薄膜结构等柔性附件长时间的动态响应。因此，探索空间薄膜结构由于机动诱发的动态响应的动力学特性、进行快速高效抑制对保证航天器任务顺利实施具有重要意义，而动力学特性测试与动态响应主动控制的地面模拟实验则是验证方法可行性的必要途径。

然而，目前对于空间张拉薄膜结构动态特性及其控制的实验研究较少，仅少量学者针对小型薄膜结构的振动主动控制进行了实验验证，而米级薄膜结构动态响应控制的相关实验研究更为罕有。因此，如何设计出一种空间张拉薄膜结构的地面模拟实验装置，在提供激振器等一般扰动输入接口的同时，可对位姿机动扰动进行模拟；配合相关仪器设备，可实现结构模态特性测试与动态响应绳驱主动控制实验，为较大尺度的空间张拉薄膜地面模拟实验提供方法仍亟待解决。

发明内容

本发明公开了一种空间张拉薄膜实验装置及地面模拟实验方法，节省了实验空间，减小了实验成本，可同时实现地面上的模拟测试以及结构模态特性测试与动态响应绳驱主动控制实验。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种空间张拉薄膜实验装置，包括样机、夹持模组、驱动模组以及控制模组；

所述样机包括边框、薄膜以及张拉绳索，所述张拉绳索连接所述边框与所述薄膜；

所述夹持模组的顶部两端分别夹持所述边框的两侧竖框中点，用于举起所述样机以进行实验；

所述夹持模组的底部中端设有为所述张拉绳索提供张拉动力的驱动模组；

所述边框上分布有用于进行一般模态特性测试实验、动力学特性实验以及动态响应主动控制实验的所述控制模组。

可选地，所述边框包括夹持接口部，所述夹持接口部设置有夹持孔以连接所述夹持模组。

可选地，所述夹持模组包括基架、夹持扣、张力计组以及万向轮组；

所述基架通过所述夹持扣与所述夹持孔连接，所述张力计组设置于与所述驱动模组同一平面的所述基架平面上，所述万向轮组设置于所述基架底部。

可选地，所述基架上还设置有支撑横梁，所述支撑横梁位于所述基架中部。

可选地，所述驱动模组包括绳索紧固盘、驱动电机以及支撑座，所述支撑座与所述夹持模组相连，所述驱动电机设置于所述支撑座上，所述绳索紧固盘连接所述驱动电机与所述张拉绳索。

可选地，所述控制模组包括绳索预调节组件、绳索紧固组件、绳索状态测量组件、绳索振动角度组件以及激振输入组件；

所述绳索预调节组件包括绳索导向部张力调节部，所述绳索导向部包括导向支撑座以及导向轮组，所述张力调节部包括换向滑轮组以及弹簧秤，所述导向支撑座安装于所述边框上，所述张拉绳索通过所述导向轮组延伸至所述换向滑轮组，连接至所述弹簧秤上；

所述绳索紧固组件包括绳索夹紧部、绳索紧固部以及紧固座连接部，所述紧固座连接部连接所述边框与所述绳索紧固部，所述绳索夹紧部设置于所述绳索紧固部上，且所述绳索夹紧部上设置有供所述张拉绳索通过的通孔；

所述绳索状态测量组件包括第一角度导向盘、拉力传感器、第一角度传感器、第一支撑座以及力调节部，所述角度导向盘连接所述张拉绳索以及所述第一支撑座，所述第一支撑座内设置有所述拉力传感器与所述角度传感器，且所述第一支撑座包括第一几型座以连接所述边框，所述力调节部设置于所述第一支撑座远离所述角度导向盘的一侧；

所述绳索振动角度组件包括第二角度导向盘、第二角度传感器、第二支撑座以及导向滑轮，所述角度导向盘连接所述张拉绳索以及所述第二支撑座，所述角度传感器设置于所述第二支撑座内，所述第二支撑座包括固定板以连接所述边框，所述导向滑轮位于所述边框内，且连接所述第二支撑座；

所述激振输入组件包括激振连接板以及第二几型座，所述激振连接板上设置有连接孔以连接所述激振器，所述第二几型座固定于所述边框上。

可选地，所述夹持模组还包括传递导向滑轮组，用于与所述导向滑轮配合，引导所述张拉绳索的方向。

可选地，还包括底座，所述底座承载所述夹持模组；

所述底座包括基体、推力轴承、模拟电机、连接板以及固定座，所述模拟电机安装于所述基体上，所述基体的底部四角安装有所述固定座，且所述模拟电机的输出轴连接所述推力轴承与所述连接板，所述连接板与所述夹持模组相连。

一种基于所述的空间张拉薄膜实验装置的地面模拟实验方法，包括如下步骤：

计算和/或仿真所述薄膜张拉状态下各所述张拉绳索所需的张拉力，得出预张拉调节的目标值；

通过操作所述驱动模组以及所述绳索预调节组件对所述张拉绳索进行预调节；

松开所述张拉绳索紧固的部分，通过操作所述控制模组逐一调节所述张拉绳索的张拉力，对所述薄膜进行预张拉；

将所述激振器连接至所述激振输入组件，输出所需的激振信号，进行一般模态特性测试实验；

通过所述模拟电机按照指定运动规律输出旋转运动，使所述连接板带动所述夹持模组旋转运动，使所述样机在刚体运动扰动下产生动态响应，进行机动扰动下的动力学特性实验；

通过所述控制模组以及所述驱动模组进行动态响应主动控制实验。

可选地，所述通过所述控制模组以及所述驱动模组进行动态响应主动控制实验包括：

通过所述控制模组传感所述张拉绳索的拉力和角度，得到所述薄膜的响应状态；

根据输出信号，所述驱动模组调节控制所述张拉绳索的张拉力，实现所述薄膜振动的主动控制。

本发明的有益效果：

(1)通过控制模组的设置完成在地面对薄膜的模拟测试。

(2)设置了机械调节与数字调节两种绳索张紧力调节方式，适用于不同条件下的绳索张紧力调节模式。

(3)为位置不便的绳索设置了传递导向结构，使操作人员在一般工作空间内即可实现所有绳索的调节，对操作空间要求较低。

(4)将张拉绳索的张紧力调节装置设计为可拆卸部件，在完成预张拉后可进行拆卸，减小了对张拉薄膜样机的影响、并降低了平台搭建成本。

(5)设计了机动扰动模拟系统，可实现对空间张拉薄膜结构等二维结构或三维轴对称结构在机动条件下的动态响应测试，一定程度上减弱地面重力对实验结果的影响，进一步探究结构刚柔耦合动力学特性。

(6)通过设计激振器输入接口，可以采用激振器对样机输出所需的激振信号，对结构进行模态特性测试与分析实验。

(7)通过设置传递导向滑轮组，将可能对空间张拉薄膜样机造成影响的较大零部件转移至夹持模组上，集中实现了绳索张紧力的在线调节与主动控制，同时避免了对薄膜结构特性的影响。

附图说明

图1A为本发明实施例提供的空间张拉薄膜实验装置的正面视图；

图1B为本发明实施例提供的空间张拉薄膜实验装置的背面视图；

图2为本发明实施例提供的样机示意图；

图3为本发明实施例提供的夹持模组示意图；

图4为本发明实施例提供的驱动模组示意图；

图5A为本发明实施例提供的绳索导向部示意图；

图5B为本发明实施例提供的张力调节部示意图；

图6A为本发明实施例提供的绳索紧固组件示意图；

图6B为本发明实施例提供的绳索紧固组件操作前示意图；

图6C为本发明实施例提供的绳索紧固组件操作后示意图；

图7A为本发明实施例提供的绳索状态测量组件示意图；

图7B为本发明实施例提供的绳索状态测量组件剖视图；

图7C为本发明实施例提供的绳索状态测量组件左视图；

图8A为本发明实施例提供的绳索振动角度组件示意图；

图8B为本发明实施例提供的绳索振动角度组件剖视图；

图9为本发明实施例提供的导向滑轮组示意图；

图10为本发明实施例提供的激振输入组件示意图；

图11为本发明实施例提供的底座示意图；

图12为本发明实施例提供的地面模拟实验方法流程图。

附图标记：

1-样机；11-边框；110-夹持接口部；12-薄膜；13-张拉绳索；2-夹持模组；

21-基架；22-夹持扣；23-张力计组；24-万向轮组；25-支撑横梁；

26-传递导向滑轮组；3-驱动模组；31-绳索紧固盘；32-驱动电机；

33-支撑座；4001-第一角度导向盘；4002-第二角度导向盘；

401-拉力传感器；4021-第一角度传感器；4022-第二角度传感器；

411-绳索导向部；4111-导向支撑座；4112-导向轮组；412-张力调节部；

4121-弹簧秤；4122-换向滑轮组；42-绳索紧固组件；421-绳索夹紧部；

4211-夹紧螺钉；4212-夹紧块；422-绳索紧固部；

423-紧固座连接部；43-绳索状态测量组件；431-第一支撑座；

4310-第一几型座；4321-力调节蝶形螺母；4322-力调节螺钉；

44-绳索振动角度组件；441-第二支撑座；4410-固定板；442-导向滑轮；

45-激振输入组件；451-激振连接板；4510-连接孔；452-第二几型座；

5-底座；51-基体；52-推力轴承；53-模拟电机；54-连接板；55固定座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请公开了一种空间张拉薄膜实验装置，如图1A-1B所示，包括样机1、夹持模组2、驱动模组3以及控制模组。其中样机1包括边框11、薄膜12以及张拉绳索13，如图2所示，边框11上设有用于连接薄膜12的向内延伸的张拉绳索13，张拉绳索13连接边框11以及薄膜12，位于薄膜12的四周，对薄膜12起张拉作用。夹持模组2的顶部两端分别夹持边框11的两侧竖框中点，用于举起样机1使薄膜12被举至悬空状态。具体地，边框11包括夹持接口部110，夹持接口部110处设置有夹持孔以连接夹持模组2，机动运动由夹持接口部110向样机1输入。在实际工作过程中，夹持模组2通过夹持夹持孔进而举起样机1。驱动模组3位于夹持组件2的底部中轴线位置，为张拉绳索13提供动力，可实现主动控制张拉绳索13的张拉力调节。控制模组分布于边框11的四周，与张拉绳索13以及边框11的连接位置相对应，不同的控制模组分别起到不同的作用。

具体地，如图3所示，夹持模组2包括基架21、夹持扣22、张力计组23以及万向轮组24。基架21为举起样机1的主体部分，基架21的顶端两侧通过夹持扣22与夹持孔连接；张力计组23设置于与驱动模组3同一平面的基架21平面上，边框11中导出的张拉绳索13沿基架21两侧的结构延伸至底部平面，穿过张力计组23后与驱动模组3连接。万向轮组24设置于基架21底部的四角处，用于提高整体的稳定性，防止在实验过程中样机1以及夹持模组2出现晃动与倾覆趋势，为倾覆位置提供支撑，保证实验能够安全地进行。此外，为了提高基架21的强度，还可以在基架21的中部设置支撑横梁25，支撑横梁25的数量为两个，在提高基架21强度的同时，避免基架21模态频率影响样机动力学特性的测试。

具体地，如图4所示，驱动模组3包括绳索紧固盘31、驱动电机32以及支撑座33，支撑座33与夹持模组2相连，支撑整个驱动模组3；驱动电机32设置于支撑座33上，用于提供动力，每个驱动电机32可为一对主动控制的张拉绳索13提供动力；驱动电机32的输出轴上安装绳索紧固盘31，绳索紧固盘31上设置有用于使张拉绳索13通过的通孔，张拉绳索13进入盘内通孔后可以由销钉紧固。在工作过程中，通过驱动电机32驱动绳索紧固盘31旋转，使张拉绳索13旋转缠绕，进而实现主动控制绳索张紧力的调节。

进一步地，根据所需的功能不同，控制模组包括绳索预调节组件、绳索紧固组件42、绳索状态测量组件43、绳索振动角度组件44以及激振输入组件45。绳索预调节组件用于在实验前对张拉绳索13进行预调节；绳索紧固组件42用于实现张拉绳索13的自由端夹紧；绳索状态测量组件43用于测量张拉绳索13的不同状态参数；绳索振动角度组件44用于调整绳索张拉绳索13的角度；激振输入组件45用于接入激振输入器。

其中，如图5A-5B所示，绳索预调节组件包括绳索导向部411与张力调节部412，绳索导向部411包括导向支撑座4111以及导向轮组4112，导向支撑座4111通过销钉安装于样机1的边框11上，与边框11实现固定，张拉绳索13通过导向轮组4112延伸至张力调节部412，进行张力调节。张力调节部412包括弹簧秤4121以及换向滑轮组4122，张拉绳索13通过导向轮组4112延伸至换向滑轮组4122，最终连接至弹簧秤4121的挂钩上，在实际操作中，可通过观察弹簧秤4121的示数得到当前的张紧力数值。

如图6A-6C所示，绳索紧固组件42包括绳索夹紧部421、绳索紧固部422以及紧固座连接部423，紧固座连接部423一般选择固定螺钉结构，将绳索紧固部422固定于边框11上。具体地，绳索紧固部422一般设计为板状，紧固座连接部423设置于绳索紧固部422与边框11连接处，并伸入边框11内，加固绳索紧固部422与边框11的连接。绳索夹紧部421设置于绳索紧固部422远离边框11的一侧，且绳索夹紧部421与绳索紧固部422上设置有供张拉绳索13通过的孔洞，以使张拉绳索13通过。绳索夹紧部421包括夹紧螺钉4211与夹紧块4212，夹紧块4212与夹紧螺钉4211相连接，随着夹紧螺钉4211的向内推进，夹紧块4212也向内推进。在实际操作过程中，操作者通过旋转夹紧螺钉4211来操作夹紧块4212，进而调节夹紧块4212的位置，改变夹紧块4212对张拉绳索13的作用力，实现对张拉绳索13的自由端夹紧。

如图7A-7C所示，绳索状态测量组件43包括第一角度导向盘4001、拉力传感器401、第一角度传感器4021、第一支撑座431以及力调节部。第一角度导向盘4001位于绳索状态测量组件43朝向薄膜12的一侧，连接张拉绳索13以及第一支撑座431，也就是说，张拉绳索13通过第一角度导向盘4001连接至第一支撑座431。第一支撑座431内设置有拉力传感器401与第一角度传感器4021，拉力传感器401呈″S″型，其一端与通过第一角度导向盘4001的张拉绳索13相连，另一端与力调节部相连，用于确定拉力值，拉力传感器401的对称轴线与第一角度导向盘4001供绳索穿过的通孔轴线在同一直线上；第一角度传感器4021设置于第一角度导向盘4001旁侧的第一支撑座431内，用于确定张拉绳索13的张拉角度，且第一角度传感器4021与第一角度导向盘4001的轴线处于同一直线上。第一支撑座431包括第一几型座4310以连接边框11，第一几型座4310的上端与边框11的上端相配合，其两侧与边框11的两侧边相配合，且第一几型座4310的两侧短横边上设置有螺钉以与第一支撑座431的主体部分固定。应当理解的是，第一几型座4310的形状并不限制于几型座，也可选择其他形状，只需满足固定需求即可。力调节部设置于第一支撑座431远离第一角度导向盘4001的一侧，包括相互配合的力调节蝶形螺母4321与力调节螺钉4322。力调节螺钉4322穿过边框11与拉力传感器401连接，力调节蝶形螺母4321设置于第一几型座4310的上端处，在实际操作过程中，通过调节力调节蝶形螺母4321调整力调节螺钉4322的位置，进而调整对张拉绳索13的拉力。

如图8A-8B所示，绳索振动角度组件44包括第二角度导向盘4002、第二角度传感器4022、第二支撑座441以及导向滑轮442，第二角度导向盘4002设置于边框11内侧，其上设置有孔洞以供张拉绳索13同过，张拉绳索13通过第二角度导向盘4002后延伸至边框11内的导向滑轮442处。第二角度传感器4022设置于第二角度导向盘4002旁侧的第二支撑座441内，且第二角度传感器4022与第二角度导向盘4002的轴线位于同一直线上。第二支撑座441的主图结构呈几字形，其两侧结构包裹边框两侧。除主体结构外，第二支撑座441还包括固定板4410以连接边框11的外侧，固定板4410设置于远离第二角度导向盘4002的一侧。

与其对应地，如图9所示，夹持模组2还包括传递导向滑轮组26，用于与绳索振动角度组件44的导向滑轮442配合。张拉绳索13经过控制模组的引导后延伸至传递导向滑轮组26处，传递导向滑轮组26引导张拉绳索13到达底部平面，张拉绳索13穿过张力计组23后再与驱动模组3相连。

如图10所示，激振输入组件45包括激振连接板451以及第二几型座452，激振连接板451上设置有连接孔4510以连接激振器，第二几型座452固定于边框11上，其两侧的短边上设置有激振固定孔以与激振连接板451固定，对应地，激振连接板451上的对应位置也设有激振固定孔，用于与第二几型座452固定。

此外，该空间张拉薄膜实验装置还包括底座5，如图11所示，底座5用于承载夹持模组2。该底座5包括基体51、推力轴承52、模拟电机53、连接板54以及固定座55，模拟电机53安装于基体51上，为底座5的旋转等操作提供动力，其输出轴与连接板54连接，连接板54与夹持模组2相连，使运动能够传递至夹持模组2。推力轴承52则用于实现底座5与样机1以及夹持模组2之间的相对转动，轴向载荷由推力轴承2分担，且推力轴承2不会对旋转运动产生较大的阻力，便于模拟电机53输出并控制刚体运动。。且底座5的底部四角安装有固定座55，保证底座在实验过程中的稳定。

本申请还提出了一种地面模拟实验方法，该方法应用于如上所述的空间张拉薄膜实验装，如图12所示，包括如下步骤：

S1：计算和/或仿真薄膜张拉状态下各张拉绳索所需的张拉力，得出预张拉调节的目标值；

S2：通过操作驱动模组以及绳索预调节组件对张拉绳索进行预调节；

S3：松开张拉绳索紧固的部分，通过操作控制模组逐一调节张拉绳索的张拉力，对薄膜进行预张拉

S4：将激振器连接至激振输入组件，输出所需的激振信号，进行一般模态特性测试实验；

S5：通过模拟电机按照指定运动规律输出旋转运动，使连接板带动夹持模组旋转运动，使样机在刚体运动扰动下产生动态响应，进行机动扰动下的动力学特性实验；

S6：通过控制模组以及驱动模组进行动态响应主动控制实验。

具体地，在进行预调节前，需先得出预张拉与预调节的目标值。

对张拉绳索进行预调节时，操作者可通过驱动模组、力调节蝶形螺母以及弹簧秤分别调节不同绳索的预紧力值，如水平方向上与驱动模组相连的控制绳索、水平方向上通过力调节蝶形螺母的反馈绳索以及竖直方向上与弹簧秤相连接的非控制非反馈绳索。

而后由于其他张拉绳索13的张紧力改变之后，原先调节过的张拉绳索13的张拉力也会改变。需要再将张拉绳索13紧固的部分全部松开，逐一调节各个张拉绳索13的张拉力，在这期间需要对张拉绳索13的张拉力进行多次调节。对各个张拉绳索13往复调节多次，以确保所有张拉绳索13在一定的偏差范围内达到目标拉力值。此时再逐一紧固除控制绳索外的所有绳索自由端，完成薄膜的预张拉。应当注意的是，在完成预张拉后，可将绳索导向部与张力调节部拆下，为其他部件留出位置，减小装置负担。

具体地，进行一般模态特性测试实验时，将激振器激振头与边框上激振输入组件的连接孔相连，并输出期望的激振信号，激振通过边框传输至薄膜，进而实现对空间张拉薄膜样机的振动激励。

具体地，在进行机动扰动下空间张拉薄膜结构动力学特性实验时，底座中心的模拟电机按照指定运动规律输出旋转运动，与模拟电机输出轴相连的连接板带动夹持模组旋转运动，由于夹持模组夹持样机，样机将在刚体运动扰动下产生动态响应，完成实验内容。

具体地，进行动态响应主动控制实验包括：

S41：通过绳索状态测量组件、绳索振动角度组件以及张力计组传感张拉绳索的拉力和角度，得到薄膜的响应状态；

S42：根据输出信号，驱动模组调节控制张拉绳索的张拉力，实现薄膜振动的主动控制。

在进行薄膜结构动态响应主动控制实验时，绳索状态测量组件、绳索振动角度组件以及张力计组会分别传感张拉绳索的拉力和角度，进行估计得到薄膜的响应状态。根据输出信号，驱动模组按照策略调节主动控制张拉绳索的张拉力，进而实现薄膜振动的主动控制。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种空间张拉薄膜实验装置，其特征在于，包括样机、夹持模组、驱动模组以及控制模组；

所述样机包括边框、薄膜以及张拉绳索，所述张拉绳索连接所述边框与所述薄膜；

所述夹持模组的顶部两端分别夹持所述边框的两侧竖框中点，用于举起所述样机以进行实验；

所述夹持模组的底部中端设有为所述张拉绳索提供张拉动力的驱动模组；

所述边框上分布有用于进行一般模态特性测试实验、动力学特性实验以及动态响应主动控制实验的所述控制模组。

2.根据权利要求1所述的空间张拉薄膜实验装置，其特征在于，所述边框包括夹持接口部，所述夹持接口部设置有夹持孔以连接所述夹持模组。

3.根据权利要求2所述的空间张拉薄膜实验装置，其特征在于，所述夹持模组包括基架、夹持扣、张力计组以及万向轮组；

所述基架通过所述夹持扣与所述夹持孔连接，所述张力计组设置于与所述驱动模组同一平面的所述基架平面上，所述万向轮组设置于所述基架底部。

4.根据权利要求3所述的空间张拉薄膜实验装置，其特征在于，所述基架上还设置有支撑横梁，所述支撑横梁位于所述基架中部。

5.根据权利要求1所述的空间张拉薄膜实验装置，其特征在于，所述驱动模组包括绳索紧固盘、驱动电机以及支撑座，所述支撑座与所述夹持模组相连，所述驱动电机设置于所述支撑座上，所述绳索紧固盘连接所述驱动电机与所述张拉绳索。

6.根据权利要求1所述的空间张拉薄膜实验装置，其特征在于，所述控制模组包括绳索预调节组件、绳索紧固组件、绳索状态测量组件、绳索振动角度组件以及激振输入组件；

所述绳索预调节组件包括绳索导向部张力调节部，所述绳索导向部包括导向支撑座以及导向轮组，所述张力调节部包括换向滑轮组以及弹簧秤，所述导向支撑座安装于所述边框上，所述张拉绳索通过所述导向轮组延伸至所述换向滑轮组，连接至所述弹簧秤上；

所述绳索紧固组件包括绳索夹紧部、绳索紧固部以及紧固座连接部，所述紧固座连接部连接所述边框与所述绳索紧固部，所述绳索夹紧部设置于所述绳索紧固部上，且所述绳索夹紧部上设置有供所述张拉绳索通过的通孔；

所述绳索状态测量组件包括第一角度导向盘、拉力传感器、第一角度传感器、第一支撑座以及力调节部，所述角度导向盘连接所述张拉绳索以及所述第一支撑座，所述第一支撑座内设置有所述拉力传感器与所述角度传感器，且所述第一支撑座包括第一几型座以连接所述边框，所述力调节部设置于所述第一支撑座远离所述角度导向盘的一侧；

所述绳索振动角度组件包括第二角度导向盘、第二角度传感器、第二支撑座以及导向滑轮，所述角度导向盘连接所述张拉绳索以及所述第二支撑座，所述角度传感器设置于所述第二支撑座内，所述第二支撑座包括固定板以连接所述边框，所述导向滑轮位于所述边框内，且连接所述第二支撑座；

所述激振输入组件包括激振连接板以及第二几型座，所述激振连接板上设置有连接孔以连接所述激振器，所述第二几型座固定于所述边框上。

7.根据权利要求6所述的空间张拉薄膜实验装置，其特征在于，所述夹持模组还包括传递导向滑轮组，用于与所述导向滑轮配合，引导所述张拉绳索的方向。

8.根据权利要求1所述的空间张拉薄膜实验装置，其特征在于，还包括底座，所述底座承载所述夹持模组；

所述底座包括基体、推力轴承、模拟电机、连接板以及固定座，所述模拟电机安装于所述基体上，所述基体的底部四角安装有所述固定座，且所述模拟电机的输出轴连接所述推力轴承与所述连接板，所述连接板与所述夹持模组相连。

9.一种基于如权利要求1-8中任一项所述的空间张拉薄膜实验装置的地面模拟实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

计算和/或仿真所述薄膜张拉状态下各所述张拉绳索所需的张拉力，得出预张拉调节的目标值；

通过操作所述驱动模组以及所述绳索预调节组件对所述张拉绳索进行预调节；

松开所述张拉绳索紧固的部分，通过操作所述控制模组逐一调节所述张拉绳索的张拉力，对所述薄膜进行预张拉；

将所述激振器连接至所述激振输入组件，输出所需的激振信号，进行一般模态特性测试实验；

通过所述模拟电机按照指定运动规律输出旋转运动，使所述连接板带动所述夹持模组旋转运动，使所述样机在刚体运动扰动下产生动态响应，进行机动扰动下的动力学特性实验；

通过所述控制模组以及所述驱动模组进行动态响应主动控制实验。

10.根据权利要求9所述的地面模拟实验方法，其特征在于，所述通过所述控制模组以及所述驱动模组进行动态响应主动控制实验包括：

通过所述绳索状态测量组件、所述绳索振动角度组件以及所述张力计组传感所述张拉绳索的拉力和角度，得到所述薄膜的响应状态；根据输出信号，所述驱动模组调节控制所述张拉绳索的张拉力，实现所述薄膜振动的主动控制。

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