大型索网天线机电耦合动力学建模与主动变形控制

发布时间：2017-11-23 01:09

  本文关键词：大型索网天线机电耦合动力学建模与主动变形控制

  更多相关文章： 索网天线 机电耦合动力学模型 主动变形控制 PZT作动器

【摘要】：索网天线因其折叠收纳比高、质量轻以及口径大等优点,成为众多空间任务的首选天线形式,但反射面精度较低限制了大型索网天线的在轨性能指标。在索网天线竖向张力索中加入压电陶瓷堆(PZT)作动器,通过主动控制提高反射面的形面精度。首先,将张紧的索网天线分为含有作动器的主动索单元和不含作动器的被动索单元,通过压电本构方程、几何方程和哈密顿原理推导出主动索单元的动力学模型,并与被动索单元一起组装得到索网天线的机电耦合动力学模型。然后,根据天线反射面的初始形面误差和所建立的天线机电耦合动力学模型,基于模型预测控制(MPC)方法计算出各作动器的控制输入电压曲线。最后,以一个10m口径的索网天线为算例,验证本文所建立的模型和控制方法的有效性。
【作者单位】： 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室航空航天学院;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室工程力学系;
【基金】：国家自然科学基金(11372056;11432010;11472069) 中央高校基本科研业务费(DUT15ZD235)资助项目
【分类号】：V443.4
【正文快照】： 1引言星载天线作为航天器必备的载荷,为获取更大的天线增益和信号接收能力,正朝着大口径和高精度的方向发展。鉴于运载火箭的运载能力和装载空间限制,传统的固面天线已无法满足设计需求。索网天线因其折叠收纳比高以及质量轻等特点得到工程研究人员的关注,并成为众多空间任务

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张平,丁国刚;索网结构的弹塑性振动分析[J];建筑技术开发;2001年09期

2 蔡宏儒,余志祥,林宏图;自选参数动力松驰法在索网结构中的应用[J];四川建筑;2003年03期

3 韩大建,苏建华;一种确定预应力索网结构几何形状与索力的方法[J];工程力学;2005年03期

4 游桂模;姚谦峰;尚仁杰;吴转琴;周建锋;;柔性边界索网结构受力分析[J];常州工学院学报;2005年S1期

5 郑家树,余志祥;索网结构振动模态特性分析[J];西南交通大学学报;2005年01期

6 游桂模;姚谦峰;尚仁杰;吴转琴;周建锋;;柔性边界预应力索网结构设计与施工[J];施工技术;2006年03期

7 李仁佩;苏文章;武建华;于海祥;;基于新型索单元模型理论的索网结构初始形态分析及静力分析[J];重庆建筑;2006年Z1期

8 游桂模;姚谦峰;尚仁杰;吴转琴;周建锋;;柔性边界索网结构受力分析[J];钢结构;2006年03期

9 陈必磊;聂建国;;弹性边界支撑的索网有限元建模分析[J];建筑结构;2006年07期

10 陈海;毛伙南;郭金基;蔡铭;张开成;李小乐;雷鸣;;幕墙索网结构有限分析计算方法的研究[J];中山大学学报(自然科学版);2007年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张其林;张莉;;索网结构初始及工作平衡状态的分析和跟踪[A];第八届空间结构学术会议论文集[C];1997年

2 王仕统;;任意荷载作用下索网的近似计算[A];第五届空间结构学术交流会论文集[C];1990年

3 马少华;肖炽;;椭圆形索网结构外环内力与变形的计算[A];第五届空间结构学术交流会论文集[C];1990年

4 曾华卿;;索网结构的最小二乘高斯配点法[A];第五届空间结构学术交流会论文集[C];1990年

5 高振锋;张其林;沈祖炎;;索网结构施工过程的跟踪分析和仿真分析方法[A];第七届空间结构学术会议论文集[C];1994年

6 孙宗光;;正交索网结构分析的直线索单元方法[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年

7 马剑;徐国彬;;索网结构的初始形状判定及静力分析[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ卷）[C];1999年

8 苏建华;韩大建;王勇;;索网结构形状判定的杆长修正法[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十一届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2002年

9 肖建春;聂建国;马克俭;;桁拱支承索网结构模型的破坏试验[A];第三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2003年

10 张丽梅;陈务军;;索网结构平衡态弹性化与零应力态研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 盖爽;首例空中滑行索网“擎高”三十六米[N];建筑时报;2008年

2 广东建设报记者 韩庆文　许朝林;曲面索网安装如同“编花篮”[N];广东建设报;2013年

3 北京工业大学建筑工程学院教授、博士生导师，中国钢结构协会空间结构分会秘书长 薛素铎 李雄彦;解析2012伦敦奥运场馆[N];中国建设报;2012年

4 记者 袁志勇;国家天文台与欧维姆签约世界最大单口径望远镜索网项目[N];科技日报;2013年

5 薛素铎　李雄彦;解析2012伦敦奥运场馆工程[N];中国建设报;2012年

6 沈祖炎　王烨华 李元齐 （中国工程院院士、同济大学教授 沈祖炎）;结构创新与优秀设计(六)[N];中国建设报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 刘钰;大口径射电望远镜反射面支承机构研究[D];上海交通大学;2014年

2 刘福寿;大型空间结构动力学等效建模与振动控制研究[D];南京航空航天大学;2015年

3 刘望;星载大型索网天线结构非线性动力学建模及形面误差特性研究[D];国防科学技术大学;2013年

4 杜敬利;超大型天线馈源索支撑系统与索网主动主反射面的力学分析与优化设计[D];西安电子科技大学;2006年

5 杨东武;星载大型可展开索网天线结构设计与型面调整[D];西安电子科技大学;2010年

6 万红霞;索和膜结构形状确定理论研究[D];武汉理工大学;2004年

7 钱宏亮;FAST主动反射面支承结构理论与试验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李康业;大跨度索网结构索力计算与测量方法研究[D];华南理工大学;2012年

2 张怀虎;环形展开天线索网结构优化设计与分析[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 吕庆;一种大型可展开网状天线的设计及热分析[D];西安电子科技大学;2014年

4 唐雅琼;索网—框架组合结构多源误差分析[D];西安电子科技大学;2014年

5 秦宝亮;基于压电作动器的大型空间索网结构动力学分析与振动控制[D];南京航空航天大学;2014年

6 谭谋;空间可展开结构调整组件的分析和设计[D];西安电子科技大学;2014年

7 刘升;空间双剪式铰天线设计与展开过程动力学分析[D];西安电子科技大学;2014年

8 孔维国;模块化可展天线的组网建模与优化设计[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 张文龙;空间网状天线形面设计与静力分析[D];西安电子科技大学;2014年

10 温合镇;筒形交叉环管—索网幕墙设计与施工关键技术研究[D];东南大学;2015年

，

本文编号：1216680