太陽翼衛(wèi)星的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)建模.pdf

1、在航天器設(shè)計中忽略航天器中附件柔性的影響，給人類航天事業(yè)的發(fā)展帶來了慘痛的教訓(xùn)。在衛(wèi)星的動力學(xué)建模中，必須合理考慮太陽翼的結(jié)構(gòu)柔性，以建立更為準(zhǔn)確的模型，進(jìn)而對衛(wèi)星控制系統(tǒng)設(shè)計的有效性提供保證?？紤]到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)柔性的動力學(xué)分析需要使用柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)的建模方法，柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)考慮了系統(tǒng)中子結(jié)構(gòu)或鉸點的彈性變形帶來的影響。它是剛體力學(xué)、分析力學(xué)、彈性振動、結(jié)構(gòu)動力學(xué)及數(shù)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。
　　本文使用混合坐標(biāo)法對太陽翼衛(wèi)星進(jìn)行柔性

2、多體系統(tǒng)建模，對衛(wèi)星本體運動使用姿態(tài)坐標(biāo)，對太陽翼柔性變形使用模態(tài)坐標(biāo)進(jìn)行描述，并基于歐拉-拉格朗日方程進(jìn)行動力學(xué)建模。該方法建立的動力學(xué)方程能夠同時描述衛(wèi)星大范圍運動和柔性體彈性運動，兩種運動的相互關(guān)聯(lián)以剛?cè)狁詈舷禂?shù)的形式給出。首先推導(dǎo)了中心剛體加大型柔性附件類航天器的動力學(xué)方程，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步推導(dǎo)了帶天線的雙翼衛(wèi)星的動力學(xué)方程。之后，基于所得方程對太陽翼衛(wèi)星進(jìn)行有限元模型分析，對不同鉸鏈等效剛度的太陽翼結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型及系統(tǒng)