發(fā)布時間：2021-07-30 04:44

　　為保證能量的最大轉(zhuǎn)化利用率,航天器在軌運行的同時要實現(xiàn)太陽翼的對日定向,以使太陽翼時刻保持最大面積朝向太陽。安裝有大型柔性太陽翼的航天器是典型的多剛?cè)狍w耦合系統(tǒng),太陽翼的轉(zhuǎn)動勢必會引起航天器的姿態(tài)運動。如何在太陽翼對日定向的過程中維持航天器的姿態(tài)穩(wěn)定是一個迫切需要解決的問題。因此,發(fā)展柔性航天器多剛?cè)狍w耦合動力學建模方法,在此基礎(chǔ)上開展姿態(tài)運動、帆板驅(qū)動與結(jié)構(gòu)線性振動的耦合關(guān)系研究,具有重要的理論指導意義和工程實用價值。本文以安裝有橫向柔性太陽翼的航天器為研究對象,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)的動力學特性、多剛?cè)狍w耦合模態(tài)特性以及系統(tǒng)在不同形式激勵下的響應。根據(jù)數(shù)值仿真結(jié)果的分析和對比,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。具體的研究內(nèi)容如下:針對剛性轉(zhuǎn)軸與太陽翼組成的“中心剛體-柔性梁”系統(tǒng),采用哈密頓原理建立考慮動力剛化現(xiàn)象的完整剛?cè)狁詈蟿恿W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)的正交性條件實現(xiàn)剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的動力學解耦,得到了剛體運動與各階模態(tài)... 

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

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

裝有側(cè)向展開太陽翼的航天器[1]

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

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

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]大型太陽帆板展開與對日定向過程碰撞動力學研究[D]. 申慶雷.哈爾濱工業(yè)大學 2012



本文編號：3310718