宇航学报
宇航學報
우항학보
JOURNAL OF ASTRONAUTICS
2014年
7期
753-761
,共9页
球铰接杆式支撑臂%等效连续体模型%展开%时变系统%动力学
毬鉸接桿式支撐臂%等效連續體模型%展開%時變繫統%動力學
구교접간식지탱비%등효련속체모형%전개%시변계통%동역학
ADAM-type mast%Substitute continuum model%Deployment%Time-varying system%Dynamics
针对展开过程中球铰接杆式支撑臂时变构型的横向振动问题,推导了支撑臂等效连续体模型的各向等效刚度,基于Hamilton原理推导了支撑臂展开过程的控制方程,采用加权余量法将偏微分控制方程转化为常微分方程,利用Runge-Kutta法对方程进行了数值求解.计算结果表明:在收拢过程中,支撑臂末端的横向振幅越来越小,收拢过程是安全可靠的;而在展开过程中,末端的横向振幅随展开进程而增加,且振幅随末端负载质量增加而增加;若不考虑锁定冲击,展开速度对支撑臂横向振动的振幅影响可忽略,若考虑锁定带来的周期性冲击时,支撑臂的横向振幅将显著增大.为减小支撑臂的横向振动,必须对支撑臂展开速度加以限制.研究结果为航天器支撑臂在轨展开的控制提供了参考.
針對展開過程中毬鉸接桿式支撐臂時變構型的橫嚮振動問題,推導瞭支撐臂等效連續體模型的各嚮等效剛度,基于Hamilton原理推導瞭支撐臂展開過程的控製方程,採用加權餘量法將偏微分控製方程轉化為常微分方程,利用Runge-Kutta法對方程進行瞭數值求解.計算結果錶明:在收攏過程中,支撐臂末耑的橫嚮振幅越來越小,收攏過程是安全可靠的;而在展開過程中,末耑的橫嚮振幅隨展開進程而增加,且振幅隨末耑負載質量增加而增加;若不攷慮鎖定遲擊,展開速度對支撐臂橫嚮振動的振幅影響可忽略,若攷慮鎖定帶來的週期性遲擊時,支撐臂的橫嚮振幅將顯著增大.為減小支撐臂的橫嚮振動,必鬚對支撐臂展開速度加以限製.研究結果為航天器支撐臂在軌展開的控製提供瞭參攷.
침대전개과정중구교접간식지탱비시변구형적횡향진동문제,추도료지탱비등효련속체모형적각향등효강도,기우Hamilton원리추도료지탱비전개과정적공제방정,채용가권여량법장편미분공제방정전화위상미분방정,이용Runge-Kutta법대방정진행료수치구해.계산결과표명:재수롱과정중,지탱비말단적횡향진폭월래월소,수롱과정시안전가고적;이재전개과정중,말단적횡향진폭수전개진정이증가,차진폭수말단부재질량증가이증가;약불고필쇄정충격,전개속도대지탱비횡향진동적진폭영향가홀략,약고필쇄정대래적주기성충격시,지탱비적횡향진폭장현저증대.위감소지탱비적횡향진동,필수대지탱비전개속도가이한제.연구결과위항천기지탱비재궤전개적공제제공료삼고.
