發(fā)布時(shí)間：2017-07-14 06:03

  本文關(guān)鍵詞：柔性航天器模塊化動(dòng)力學(xué)建模及模型修正

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【摘要】：衛(wèi)星作為人類應(yīng)用最為廣泛的航天器,其發(fā)展十分迅速。因此,衛(wèi)星的快速設(shè)計(jì)、建模、仿真已成為衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)建模的重要發(fā)展方向。但是衛(wèi)星同時(shí)作為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,各分系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與研發(fā)的過程中又存在著相互耦合,這對(duì)衛(wèi)星的快速設(shè)計(jì)等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有直接影響。因此,衛(wèi)星結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)與控制分系統(tǒng)通過模塊化建模方法實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)對(duì)衛(wèi)星的快速建模是十分有意義的。本文以帶有柔性附件的航天器為應(yīng)用對(duì)象,對(duì)柔性航天器的模塊化動(dòng)力學(xué)建模方法及其有限元模型修正進(jìn)行研究。主要的研究?jī)?nèi)容如下:首先,對(duì)無(wú)附件及帶有剛性附件的衛(wèi)星模塊化動(dòng)力學(xué)建模方法進(jìn)行研究。無(wú)附件的剛體衛(wèi)星亦是其他類型衛(wèi)星的中心剛體模型。本文首先構(gòu)建其動(dòng)力學(xué)模塊為后續(xù)研究應(yīng)用打下基礎(chǔ),與此同時(shí)建立理想化的帶有剛性附件的衛(wèi)星的模塊化動(dòng)力學(xué)模型,形成中心根體模塊、附件動(dòng)力學(xué)模塊、安裝矢量模塊、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊等以實(shí)現(xiàn)剛體衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)模塊化建模。其次,對(duì)帶有單柔性附件的衛(wèi)星的模塊化動(dòng)力學(xué)建模方法進(jìn)行研究。利用混合坐標(biāo)法與狀態(tài)空間法推導(dǎo)其動(dòng)力學(xué)方程,在帶有剛性附件衛(wèi)星模塊化建模方法的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出柔性附件動(dòng)力學(xué)模塊及剛?cè)狁詈夏K,形成其模塊化建模方法。在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立帶有簇狀柔性附件的衛(wèi)星的模塊化動(dòng)力學(xué)建模方法。再次,對(duì)帶有柔性鏈狀附件的衛(wèi)星的模塊化動(dòng)力學(xué)建模方法進(jìn)行研究。利用CB方法與狀態(tài)空間法融合,建立起柔性鏈附件的中間體模塊、末端體模塊等。從而形成該類衛(wèi)星的模塊化建模方法。最后,對(duì)有限元?jiǎng)恿W(xué)模型修正進(jìn)行研究。準(zhǔn)確的有限元模型可以為模塊化建模方法提供準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)。為獲得準(zhǔn)確的有限元模型,本文對(duì)試件進(jìn)行地面模態(tài)試驗(yàn),利用地面模態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該試件的有限元模型進(jìn)行修正,通過對(duì)相關(guān)單元參數(shù)及材料參數(shù)的校正獲得較為準(zhǔn)確的有限元?jiǎng)恿W(xué)模型。
【關(guān)鍵詞】：模塊化建模 協(xié)同設(shè)計(jì) 簇狀柔性附件 鏈狀柔性附件 模型修正
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V423.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題來(lái)源及意義9-10
• 1.1.1 課題的來(lái)源9
• 1.1.2 課題的意義9-10
• 1.2 相關(guān)研究?jī)?nèi)容的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)10-16
• 1.2.1 柔性衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)建模10-12
• 1.2.2 模塊化建模技術(shù)12-14
• 1.2.3 動(dòng)力學(xué)模型修正14-16
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)16-19
• 第2章 剛體衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)模塊化建模19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)建�；驹�19-21
• 2.3 剛體衛(wèi)星模塊化建模21-26
• 2.3.1 剛體無(wú)附件衛(wèi)星模塊化建模21-23
• 2.3.2 帶有剛性附件衛(wèi)星模塊化建模23-26
• 2.4 實(shí)例仿真驗(yàn)證26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 柔性簇附件衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)模塊化建模31-50
• 3.1 引言31
• 3.2 帶有柔性附件衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)模塊化建模31-42
• 3.2.1 衛(wèi)星平動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程33
• 3.2.2 衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程33-36
• 3.2.3 撓性附件位移簡(jiǎn)化及模態(tài)分析36-37
• 3.2.4 混合坐標(biāo)法描述的動(dòng)力學(xué)方程37-38
• 3.2.5 帶有柔性附件衛(wèi)星的模塊化建模38-42
• 3.3 帶有柔性簇附件衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)模塊化建模42-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 帶有柔性鏈附件的衛(wèi)星模塊化建模50-69
• 4.1 引言50
• 4.2 Craig-Bampton方法簡(jiǎn)介50-53
• 4.3 柔性鏈模型的建立53-60
• 4.3.1 柔性鏈中間體模塊建模53-58
• 4.3.2 柔性鏈末端體模塊建模58-59
• 4.3.3 帶有柔性鏈附件衛(wèi)星模塊化建模59-60
• 4.4 仿真實(shí)例驗(yàn)證60-68
• 4.4.1 仿真模型及相關(guān)參數(shù)60-65
• 4.4.2 仿真數(shù)據(jù)分析及對(duì)比65-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第5章 柔性附件有限元模型修正69-82
• 5.1 引言69-70
• 5.2 試驗(yàn)平臺(tái)搭建及模態(tài)試驗(yàn)70-74
• 5.2.1 試驗(yàn)試件基本物理參數(shù)70
• 5.2.2 試驗(yàn)平臺(tái)搭建70-72
• 5.2.3 模態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析72-74
• 5.3 有限元模態(tài)試驗(yàn)仿真74-77
• 5.3.1 試件的等效建模74-76
• 5.3.2 試件有限元模態(tài)分析76-77
• 5.4 柔性附件動(dòng)力學(xué)模型修正77-81
• 5.4.1 修正參數(shù)77-79
• 5.4.2 修正結(jié)果79-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論82-84
• 參考文獻(xiàn)84-90
• 致謝90

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本文編號(hào)：539891