中国空间科学技术
中國空間科學技術
중국공간과학기술
CHINESE SPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY
2013年
3期
22-29
,共8页
赵志刚%赵阳%葛卫平%刘暾
趙誌剛%趙暘%葛衛平%劉暾
조지강%조양%갈위평%류돈
柔性机械臂%转位%动力学建模%有限元%偏心量%空间站
柔性機械臂%轉位%動力學建模%有限元%偏心量%空間站
유성궤계비%전위%동역학건모%유한원%편심량%공간참
Flexible manipulator%Translocation%Dynamic modeling%Finite element%Eccentricity%Space station
为分析空间站在应用机械臂转位过程中的动力学特性,采用矢量力学方法推导了考虑偏心量的空间站转位系统动力学模型.使用有限元方法描述柔性臂的弹性变形,应用Newton-Euler法建立空间站机械臂转位系统转动方程,并采用Lagrange法建立柔性臂振动方程;针对柔性机械臂末端带有大负载的特点,将末端弹性变形引起的负载角速度从负载绝对角速度中分离,应用约束模态展开法对动力学方程进行降阶.提出了构造降维矩阵的方法以便于利用空间动力学模型研究机械臂平面转位问题;分析了空间站舱体转位过程中系统的转动惯量、偏心量发生变化的特性.数值仿真结果表明:空间站在转位过程中,系统总体相对于系统质心的转动惯量变化巨大,且偏心量变化范围甚至已超出了空间站核心舱的几何范围.结论可为空间站的控制系统设计提供理论参考.
為分析空間站在應用機械臂轉位過程中的動力學特性,採用矢量力學方法推導瞭攷慮偏心量的空間站轉位繫統動力學模型.使用有限元方法描述柔性臂的彈性變形,應用Newton-Euler法建立空間站機械臂轉位繫統轉動方程,併採用Lagrange法建立柔性臂振動方程;針對柔性機械臂末耑帶有大負載的特點,將末耑彈性變形引起的負載角速度從負載絕對角速度中分離,應用約束模態展開法對動力學方程進行降階.提齣瞭構造降維矩陣的方法以便于利用空間動力學模型研究機械臂平麵轉位問題;分析瞭空間站艙體轉位過程中繫統的轉動慣量、偏心量髮生變化的特性.數值倣真結果錶明:空間站在轉位過程中,繫統總體相對于繫統質心的轉動慣量變化巨大,且偏心量變化範圍甚至已超齣瞭空間站覈心艙的幾何範圍.結論可為空間站的控製繫統設計提供理論參攷.
위분석공간참재응용궤계비전위과정중적동역학특성,채용시량역학방법추도료고필편심량적공간참전위계통동역학모형.사용유한원방법묘술유성비적탄성변형,응용Newton-Euler법건립공간참궤계비전위계통전동방정,병채용Lagrange법건립유성비진동방정;침대유성궤계비말단대유대부재적특점,장말단탄성변형인기적부재각속도종부재절대각속도중분리,응용약속모태전개법대동역학방정진행강계.제출료구조강유구진적방법이편우이용공간동역학모형연구궤계비평면전위문제;분석료공간참창체전위과정중계통적전동관량、편심량발생변화적특성.수치방진결과표명:공간참재전위과정중,계통총체상대우계통질심적전동관량변화거대,차편심량변화범위심지이초출료공간참핵심창적궤하범위.결론가위공간참적공제계통설계제공이론삼고.
