大型索網(wǎng)天線機(jī)電耦合動力學(xué)建模與主動變形控制
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【摘要】:索網(wǎng)天線因其折疊收納比高、質(zhì)量輕以及口徑大等優(yōu)點(diǎn),成為眾多空間任務(wù)的首選天線形式,但反射面精度較低限制了大型索網(wǎng)天線的在軌性能指標(biāo)。在索網(wǎng)天線豎向張力索中加入壓電陶瓷堆(PZT)作動器,通過主動控制提高反射面的形面精度。首先,將張緊的索網(wǎng)天線分為含有作動器的主動索單元和不含作動器的被動索單元,通過壓電本構(gòu)方程、幾何方程和哈密頓原理推導(dǎo)出主動索單元的動力學(xué)模型,并與被動索單元一起組裝得到索網(wǎng)天線的機(jī)電耦合動力學(xué)模型。然后,根據(jù)天線反射面的初始形面誤差和所建立的天線機(jī)電耦合動力學(xué)模型,基于模型預(yù)測控制(MPC)方法計算出各作動器的控制輸入電壓曲線。最后,以一個10m口徑的索網(wǎng)天線為算例,驗證本文所建立的模型和控制方法的有效性。
【作者單位】: 大連理工大學(xué)工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實驗室航空航天學(xué)院;大連理工大學(xué)工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實驗室工程力學(xué)系;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(11372056;11432010;11472069) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(DUT15ZD235)資助項目
【分類號】:V443.4
【正文快照】: 1引言星載天線作為航天器必備的載荷,為獲取更大的天線增益和信號接收能力,正朝著大口徑和高精度的方向發(fā)展。鑒于運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力和裝載空間限制,傳統(tǒng)的固面天線已無法滿足設(shè)計需求。索網(wǎng)天線因其折疊收納比高以及質(zhì)量輕等特點(diǎn)得到工程研究人員的關(guān)注,并成為眾多空間任務(wù)
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,本文編號:1216680
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