為保證能量的最大轉(zhuǎn)化利用率,航天器在軌運(yùn)行的同時(shí)要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)翼的對(duì)日定向,以使太陽(yáng)翼時(shí)刻保持最大面積朝向太陽(yáng)。安裝有大型柔性太陽(yáng)翼的航天器是典型的多剛?cè)狍w耦合系統(tǒng),太陽(yáng)翼的轉(zhuǎn)動(dòng)勢(shì)必會(huì)引起航天器的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)。如何在太陽(yáng)翼對(duì)日定向的過(guò)程中維持航天器的姿態(tài)穩(wěn)定是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。因此,發(fā)展柔性航天器多剛?cè)狍w耦合動(dòng)力學(xué)建模方法,在此基礎(chǔ)上開展姿態(tài)運(yùn)動(dòng)、帆板驅(qū)動(dòng)與結(jié)構(gòu)線性振動(dòng)的耦合關(guān)系研究,具有重要的理論指導(dǎo)意義和工程實(shí)用價(jià)值。本文以安裝有橫向柔性太陽(yáng)翼的航天器為研究對(duì)象,基于全局模態(tài)思想,以解析求解和數(shù)值仿真為手段,獲取了系統(tǒng)解析的多剛?cè)狍w耦合模態(tài)。以此為基礎(chǔ),分析系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性、多剛?cè)狍w耦合模態(tài)特性以及系統(tǒng)在不同形式激勵(lì)下的響應(yīng)。根據(jù)數(shù)值仿真結(jié)果的分析和對(duì)比,所建立的解析模型具有較高的精確性,所提出的控制方法具有一定的工程可行性。具體的研究?jī)?nèi)容如下:針對(duì)剛性轉(zhuǎn)軸與太陽(yáng)翼組成的“中心剛體-柔性梁”系統(tǒng),采用哈密頓原理建立考慮動(dòng)力剛化現(xiàn)象的完整剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)方程。依據(jù)全局模態(tài)的思想獲取線性化系統(tǒng)的固有頻率和模態(tài)振型,并根據(jù)模態(tài)的正交性條件實(shí)現(xiàn)剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的動(dòng)力學(xué)解耦,得到了剛體運(yùn)動(dòng)與各階模態(tài)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

裝有側(cè)向展開太陽(yáng)翼的航天器[1]

第 1 章 緒 論.2.1 裝有橫向太陽(yáng)翼的航天器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀當(dāng)前大多數(shù)裝有太陽(yáng)能電池陣的航天器，其太陽(yáng)翼的安裝方向是從中心起始向著兩翼方向展開[2]。一些航天器的太陽(yáng)翼與星體本身不能有相對(duì)，典型的有風(fēng)云一號(hào)極軌道氣象衛(wèi)星，如圖 1-3(a)所示。其對(duì)日定向需由器調(diào)節(jié)自身姿態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這不利于其他有效載荷的正常工作，如姿態(tài)敏感定位會(huì)出現(xiàn)偏差。另一些航天器的太陽(yáng)翼與星體本身通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，典型娥二號(hào)衛(wèi)星[4]，如圖 1-3(b)所示。其對(duì)日定向工作時(shí)可以通過(guò)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)太繞軸線旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)前大多數(shù)裝有太陽(yáng)能電池陣的航天器，其太陽(yáng)翼的安裝方向是從中心剛體起始向著兩翼方向展開[2]。一些航天器的太陽(yáng)翼與星體本身不能有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，典型的有風(fēng)云一號(hào)極軌道氣象衛(wèi)星，如圖 1-3(a)所示。其對(duì)日定向需由航天器調(diào)節(jié)自身姿態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這不利于其他有效載荷的正常工作，如姿態(tài)敏感器的定位會(huì)出現(xiàn)偏差。另一些航天器的太陽(yáng)翼與星體本身通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，典型如嫦娥二號(hào)衛(wèi)星[4]，如圖 1-3(b)所示。其對(duì)日定向工作時(shí)可以通過(guò)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)翼繞軸線旋轉(zhuǎn)。(a) (b)圖 1-3 裝有向兩翼延展太陽(yáng)翼的航天器Fig.1-3 Spacecraft with solar arrays extending to both sides(a) 風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星；(b) 嫦娥二號(hào)衛(wèi)星[4](a) FENGYUN Meteorological Satellite; (b) Chang’E II[4]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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