柔性航天器动力学建模与在轨振动控制研究
发布时间：2021-01-17 12:25
本文以柔性航天器为研究对象,重点研究了柔性航天器系统建模、受周期干扰时柔性附件振动控制及姿态机动过程中的柔性附件主动振动控制等方面内容,主要研究工作如下:针对柔性航天器的建模问题,给出了统一的簇状航天器的基本结构,根据Newton-Euler法推导了矢量形式的航天器姿态动力学方程,应用有限元法描述柔性体的变形并使用Lagrange方法推导了柔性附件振动方程。采用约束模态法给出了系统动力学方程的解。为方便分析使用,对模型进行了合理简化。分析了压电智能材料对系统动力学方程的影响,给出了带压电智能材料的系统动力学方程,为后面柔性附件的振动分析和控制奠定理论基础。为了解决柔性航天器稳定状态下受周期干扰引起附件持续振动的问题,提出了基于级数展开周期控制力矩进行补偿的振动控制方案。以干扰力矩频率与系统频率的比值、补偿力矩幅值与干扰力矩幅值比值为主要参数。为获得最佳控制效果,提出了残余振动一次准则和残余振动二次准则。根据两种准则分别得到四种周期控制力矩在不同频率比下得到最佳振动控制效果的参数。仿真结果显示,四种力矩每个频率比都对应一个最优幅值比。频率比较低时按两种准则均可得到很好的振动抑制效果,一次...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
美国宽带全球通讯卫星Fig.1-1WidebandGlobalSATCOMofUS
图 1-2 法国“空间客车”系列卫星Fig. 1-2 Satellite spacebus of France除此之外，还有很多携带大型天线等柔性结构的航天器在空间任务中也有广泛的应用。这些航天器的共同特点是柔性附件尺寸大、质量轻、振动频率底，柔性附件振动对系统影响越来越明显。实际工程中，导致柔性航天器任务失败甚至损坏的几大主要因素中，柔性附件振动是其中之一。如图 1-3 所示的美国 Landsat-4 陆地资源卫星，于 1982
还有很多携带大型天线等柔性结构的航天器在空间任务些航天器的共同特点是柔性附件尺寸大、质量轻、振动对系统影响越来越明显。程中，导致柔性航天器任务失败甚至损坏的几大主要因其中之一。如图 1-3 所示的美国 Landsat-4 陆地资源卫
【参考文献】：
期刊论文
[1]大变形太阳电池阵展开的多体动力学分析[J]. 史加贝,刘铸永,洪嘉振. 宇航学报. 2017(08)
[2]航天器柔性附件对整器固有振动特性影响因素及规律分析[J]. 郭其威,吴松,刘芳,唐国安. 振动与冲击. 2016(06)
[3]挠性卫星在轨非约束模态计算研究[J]. 吕旺,向明江,叶文郁,温渊,朱海江. 宇航学报. 2014(04)
[4]基于分力合成方法的航天器闭环反馈控制[J]. 张建英,刘暾,郑立伟. 哈尔滨工业大学学报. 2010(03)
[5]基于PWM的挠性航天器分力合成主动振动抑制方法[J]. 张建英,刘暾,郑立伟. 空间科学学报. 2010(01)
[6]基于遗传算法PID整定的卫星姿态控制研究[J]. 李源,吴宏悦,吴杰. 中国空间科学技术. 2007(04)
[7]被动式动力吸振技术研究进展[J]. 刘耀宗,郁殿龙,赵宏刚,温熙森. 机械工程学报. 2007(03)
[8]Maneuver and vibration reduction of flexible spacecraft using sliding mode/command shaping technique[J]. 胡庆雷,马广富,张伟. Journal of Harbin Institute of Technology. 2006(04)
[9]单轴柔性体气弹簧主动隔振研究[J]. 杨庆俊,王晓雷,郑钢铁. 液压与气动. 2006(07)
[10]资源一号卫星CCD相机扰动响应分析[J]. 刘天雄,柴洪友,冯纪生. 航天器工程. 2005(01)
博士论文
[1]基于粘弹性材料的柔性卫星隔振技术研究[D]. 陈阳.哈尔滨工业大学 2010
[2]挠性航天器姿态机动的主动振动控制[D]. 胡庆雷.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]基于惯性作动器结合PID控制器实现结构振动主动控制[D]. 刘健.南昌航空大学 2017
[2]悬臂梁结构振动独立模态空间控制[D]. 李维.大连理工大学 2016
本文编号：2982883
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
美国宽带全球通讯卫星Fig.1-1WidebandGlobalSATCOMofUS
图 1-2 法国“空间客车”系列卫星Fig. 1-2 Satellite spacebus of France除此之外，还有很多携带大型天线等柔性结构的航天器在空间任务中也有广泛的应用。这些航天器的共同特点是柔性附件尺寸大、质量轻、振动频率底，柔性附件振动对系统影响越来越明显。实际工程中，导致柔性航天器任务失败甚至损坏的几大主要因素中，柔性附件振动是其中之一。如图 1-3 所示的美国 Landsat-4 陆地资源卫星，于 1982
还有很多携带大型天线等柔性结构的航天器在空间任务些航天器的共同特点是柔性附件尺寸大、质量轻、振动对系统影响越来越明显。程中，导致柔性航天器任务失败甚至损坏的几大主要因其中之一。如图 1-3 所示的美国 Landsat-4 陆地资源卫
【参考文献】：
期刊论文
[1]大变形太阳电池阵展开的多体动力学分析[J]. 史加贝,刘铸永,洪嘉振. 宇航学报. 2017(08)
[2]航天器柔性附件对整器固有振动特性影响因素及规律分析[J]. 郭其威,吴松,刘芳,唐国安. 振动与冲击. 2016(06)
[3]挠性卫星在轨非约束模态计算研究[J]. 吕旺,向明江,叶文郁,温渊,朱海江. 宇航学报. 2014(04)
[4]基于分力合成方法的航天器闭环反馈控制[J]. 张建英,刘暾,郑立伟. 哈尔滨工业大学学报. 2010(03)
[5]基于PWM的挠性航天器分力合成主动振动抑制方法[J]. 张建英,刘暾,郑立伟. 空间科学学报. 2010(01)
[6]基于遗传算法PID整定的卫星姿态控制研究[J]. 李源,吴宏悦,吴杰. 中国空间科学技术. 2007(04)
[7]被动式动力吸振技术研究进展[J]. 刘耀宗,郁殿龙,赵宏刚,温熙森. 机械工程学报. 2007(03)
[8]Maneuver and vibration reduction of flexible spacecraft using sliding mode/command shaping technique[J]. 胡庆雷,马广富,张伟. Journal of Harbin Institute of Technology. 2006(04)
[9]单轴柔性体气弹簧主动隔振研究[J]. 杨庆俊,王晓雷,郑钢铁. 液压与气动. 2006(07)
[10]资源一号卫星CCD相机扰动响应分析[J]. 刘天雄,柴洪友,冯纪生. 航天器工程. 2005(01)
博士论文
[1]基于粘弹性材料的柔性卫星隔振技术研究[D]. 陈阳.哈尔滨工业大学 2010
[2]挠性航天器姿态机动的主动振动控制[D]. 胡庆雷.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]基于惯性作动器结合PID控制器实现结构振动主动控制[D]. 刘健.南昌航空大学 2017
[2]悬臂梁结构振动独立模态空间控制[D]. 李维.大连理工大学 2016
本文编号：2982883
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