關節(jié)摩擦和柔性對星載天線動態(tài)影響分析.pdf

1、星載點波束天線可以對全球范圍內(nèi)的固定點進行定位、對運動物體進行跟蹤，從而實現(xiàn)對多個固定和運動物體間進行大容量不間斷的通信，要求星載點波束天線具有很高的指向和跟蹤精度。星載天線系統(tǒng)是以衛(wèi)星基體和衛(wèi)星天線通過回轉關節(jié)相連而組成的多體系統(tǒng)，回轉關節(jié)是衛(wèi)星完成定位及跟蹤的執(zhí)行機構，同時也是衛(wèi)星天線的承載機構，該機構存在動態(tài)非線性因素，引起衛(wèi)星本體及天線指向的擾動，嚴重影響星載天線的動態(tài)特性。因此，本文針對回轉關節(jié)對衛(wèi)星天線動態(tài)特性的影響進行了深

2、入研究。
　　首先，為了更好地研究和分析衛(wèi)星天線的動態(tài)特性，將衛(wèi)星和天線視成理想剛體，基于星載天線系統(tǒng)的拓撲結構，推導了其系統(tǒng)的運動學關系，進一步利用拉格朗日方程推導衛(wèi)星多體動力學方程，為下一步星載天線的指向動態(tài)分析和補償提供理論基礎。
　　其次，在分析星載天線動態(tài)特性時考慮衛(wèi)星回轉關節(jié)間的非線性摩擦。回轉關節(jié)是由諧波減器與回轉副組成的回轉關節(jié)，諧波減速器與回轉副間存在摩擦，選擇準確合理的摩擦模型嵌入衛(wèi)星多體動力學方程，得到

3、考慮關節(jié)非線性摩擦的整個多體動力學方程。用MATLAB編寫考慮關節(jié)摩擦的多體動力學程序，通過與大型商業(yè)軟件仿真比較分析，驗證了程序的正確性。進一步利用已編制程序?qū)π禽d天線系統(tǒng)仿真分析，得出關節(jié)間的摩擦對衛(wèi)星天線動態(tài)特性有著嚴重影響。運用基于LuGre摩擦模型補償方法，對關節(jié)間的非線性摩擦進行補償，有效的提高了天線的動態(tài)特性進而提高了指向精度，通過仿真驗證了補償方法的合理性。
　　由于柔性關節(jié)動態(tài)誤差的非線性使得星載天線對動態(tài)特性和