大型空间可展开固面天线的动力学与型面精度分析
发布时间：2021-03-04 06:40
随着航天技术的发展,星载天线正向着轻质量、大口径、高精度方向发展,越来越多的航天器上安装有大型空间可展开天线。大型空间可展开天线结构复杂,展开过程会对其自身结构的稳定性、精度和航天器的运动状态产生一定的影响,尤其是天线进行锁定时铰链两叶片相撞产生的冲击力。因此本文以某大型空间抛物柱面可展开固面天线为研究对象,对天线的展开和锁定过程进行动力学分析,并分析天线锁定后展开状态的型面精度。首先从理论上描述天线柔性多体系统的动力学建模方法。通过天线的动能、势能和耗散能,推导出基于拉格朗日法的柔性天线多体系统动力学方程,再根据铰链约束关系建立天线多体系统约束方程。然后建立天线系统刚柔耦合模型。通过三维绘图软件Pro/e、有限元软件Patran/Nastran和虚拟样机软件Adams,对天线系统的展开与锁定过程进行刚柔耦合仿真建模,验证天线系统结构设计的合理性与可行性,并分析出天线展开和锁定过程中的动力学特性。再进一步根据天线动力学仿真结果提出铰链结构优化方案,对铰链结构进行优化和强度校核。最后对天线系统进行型面精度分析。天线自身的运动、航天器的运动以及天线所处环境都会对天线的型面精度造成一定的影响...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Sunflower形可展开天线
受到了许多发达国家的关注和重视。在进行有关航天器的研究时，尤其是进行航天力学方面的研究，对航天器上的分系统——空间可展开天线进行动力学研究是非常重要的。而且卫星在太空中执行任务时，空间可展开天线是可以直接执行卫星任务的重要机构。为止，空间可展开天线已广泛地应用于国民生活和国家军事等方面。1 空间可展开天线分类不同种类的卫星有着不同的用途，而星载天线的结构与展开原理则是由卫星的用途决定的间可展开星载天线按照天线反射面介质的种类分类，可分为：固面天线、网状反射面天线充气天线。1.1 固面可展开天线固面可展开天线是一种反射面由固体曲面板组成的可展开结构，其优点是能够达到很高的精度，缺点是收拢时的体积较大，且展开机构较复杂。由于运载火箭的整流罩尺寸的约束开机构的复杂度，其口径几乎都小于10m，目前已应用的大口径固面可展开天线的数量较固面天线已有的一些类型多是国外研制的，现今固面天线的种类大概有以下几种：
图 1.3 DAISY 形可展开天线[3]图 1.4 MEA 形可展开天线[4]图 1.5 SSDA 形可展开天线[5]图 1.6 利用离心力自动展开的天线[6]图 1.7 仿生树叶展开天线[7]图 1.8 六边形展开天线[8].1.2 可充气天线
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型空间可展薄膜结构动力学仿真分析[J]. 张华,刘汉武,李东颖,彭福军. 空间科学学报. 2018(01)
[2]模块化桁架索网天线找形与展开动力学研究[J]. 常汉江,王碧,罗凯,田强,胡海岩. 深空探测学报. 2017(04)
[3]径向加强肋-薄膜伞状天线结构动力学建模与数值仿真[J]. 李东颖,张华,刘汉武. 动力学与控制学报. 2017(02)
[4]大型星载固面天线热变形试验及仿真分析验证[J]. 李奇,周徐斌,杜三虎,王萌. 航天器环境工程. 2017(01)
[5]双层环形可展开天线机构设计与力学分析[J]. 史创,郭宏伟,刘荣强,邓宗全. 哈尔滨工业大学学报. 2017(01)
[6]某卫星固面反射器热变形测试分析与模型修正[J]. 万小平,于新战. 航天器环境工程. 2016(06)
[7]基于能量分布设计的大型环形天线展开过程优化[J]. 杨军刚,肖勇,赵治华. 空间电子技术. 2016(05)
[8]含铰链间隙板式卫星天线展开精度分析[J]. 丁建中,王春洁. 北京航空航天大学学报. 2016(12)
[9]空间索网天线展开递推动力学建模方法研究[J]. 刘付成,孙宏丽,朱东方,孙俊. 上海航天. 2016(04)
[10]展开速度对天线展开过程动力学影响分析[J]. 胡建峰,肖勇. 机械工程师. 2016(05)
博士论文
[1]充气可展开薄膜反射面结构的型面分析与优化[D]. 黄河.浙江大学 2016
[2]双环可展开桁架式天线动力学分析与优化设计[D]. 戴璐.浙江大学 2014
[3]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]. 刘望.国防科学技术大学 2013
[4]模块化空间可展开天线支撑桁架设计与实验研究[D]. 田大可.哈尔滨工业大学 2011
[5]弱耦合星载天线结构动力学分析及振动控制研究[D]. 刘相秋.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]星载天线反射器在轨热振动分析及控制[D]. 何鹏.大连理工大学 2016
[2]热环境下桁架索网结构的动力学分析与模拟试验研究[D]. 孔新宇.南京航空航天大学 2016
[3]星载网状天线索网描述及对展开过程的影响[D]. 茹文锐.西安电子科技大学 2015
[4]太阳翼卫星的刚柔耦合动力学建模[D]. 罗文.哈尔滨工业大学 2015
[5]周边桁架式可展开天线展开过程动力学分析、控制与实验[D]. 徐虎荣.西安电子科技大学 2014
[6]星载展开机构展开锁定过程的动力学建模与仿真[D]. 宗益燕.上海交通大学 2014
[7]含间隙可展开天线展开可靠性及动力学的研究[D]. 陈维涛.西安电子科技大学 2014
[8]空间充气可展硬化薄膜天线结构热分析[D]. 成新兴.上海交通大学 2011
[9]可展开天线展开动力学分析与仿真研究[D]. 胡国伟.西安电子科技大学 2011
[10]大型卫星太阳翼展开动力学研究[D]. 杨军.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3062743
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Sunflower形可展开天线
受到了许多发达国家的关注和重视。在进行有关航天器的研究时，尤其是进行航天力学方面的研究，对航天器上的分系统——空间可展开天线进行动力学研究是非常重要的。而且卫星在太空中执行任务时，空间可展开天线是可以直接执行卫星任务的重要机构。为止，空间可展开天线已广泛地应用于国民生活和国家军事等方面。1 空间可展开天线分类不同种类的卫星有着不同的用途，而星载天线的结构与展开原理则是由卫星的用途决定的间可展开星载天线按照天线反射面介质的种类分类，可分为：固面天线、网状反射面天线充气天线。1.1 固面可展开天线固面可展开天线是一种反射面由固体曲面板组成的可展开结构，其优点是能够达到很高的精度，缺点是收拢时的体积较大，且展开机构较复杂。由于运载火箭的整流罩尺寸的约束开机构的复杂度，其口径几乎都小于10m，目前已应用的大口径固面可展开天线的数量较固面天线已有的一些类型多是国外研制的，现今固面天线的种类大概有以下几种：
图 1.3 DAISY 形可展开天线[3]图 1.4 MEA 形可展开天线[4]图 1.5 SSDA 形可展开天线[5]图 1.6 利用离心力自动展开的天线[6]图 1.7 仿生树叶展开天线[7]图 1.8 六边形展开天线[8].1.2 可充气天线
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型空间可展薄膜结构动力学仿真分析[J]. 张华,刘汉武,李东颖,彭福军. 空间科学学报. 2018(01)
[2]模块化桁架索网天线找形与展开动力学研究[J]. 常汉江,王碧,罗凯,田强,胡海岩. 深空探测学报. 2017(04)
[3]径向加强肋-薄膜伞状天线结构动力学建模与数值仿真[J]. 李东颖,张华,刘汉武. 动力学与控制学报. 2017(02)
[4]大型星载固面天线热变形试验及仿真分析验证[J]. 李奇,周徐斌,杜三虎,王萌. 航天器环境工程. 2017(01)
[5]双层环形可展开天线机构设计与力学分析[J]. 史创,郭宏伟,刘荣强,邓宗全. 哈尔滨工业大学学报. 2017(01)
[6]某卫星固面反射器热变形测试分析与模型修正[J]. 万小平,于新战. 航天器环境工程. 2016(06)
[7]基于能量分布设计的大型环形天线展开过程优化[J]. 杨军刚,肖勇,赵治华. 空间电子技术. 2016(05)
[8]含铰链间隙板式卫星天线展开精度分析[J]. 丁建中,王春洁. 北京航空航天大学学报. 2016(12)
[9]空间索网天线展开递推动力学建模方法研究[J]. 刘付成,孙宏丽,朱东方,孙俊. 上海航天. 2016(04)
[10]展开速度对天线展开过程动力学影响分析[J]. 胡建峰,肖勇. 机械工程师. 2016(05)
博士论文
[1]充气可展开薄膜反射面结构的型面分析与优化[D]. 黄河.浙江大学 2016
[2]双环可展开桁架式天线动力学分析与优化设计[D]. 戴璐.浙江大学 2014
[3]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]. 刘望.国防科学技术大学 2013
[4]模块化空间可展开天线支撑桁架设计与实验研究[D]. 田大可.哈尔滨工业大学 2011
[5]弱耦合星载天线结构动力学分析及振动控制研究[D]. 刘相秋.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]星载天线反射器在轨热振动分析及控制[D]. 何鹏.大连理工大学 2016
[2]热环境下桁架索网结构的动力学分析与模拟试验研究[D]. 孔新宇.南京航空航天大学 2016
[3]星载网状天线索网描述及对展开过程的影响[D]. 茹文锐.西安电子科技大学 2015
[4]太阳翼卫星的刚柔耦合动力学建模[D]. 罗文.哈尔滨工业大学 2015
[5]周边桁架式可展开天线展开过程动力学分析、控制与实验[D]. 徐虎荣.西安电子科技大学 2014
[6]星载展开机构展开锁定过程的动力学建模与仿真[D]. 宗益燕.上海交通大学 2014
[7]含间隙可展开天线展开可靠性及动力学的研究[D]. 陈维涛.西安电子科技大学 2014
[8]空间充气可展硬化薄膜天线结构热分析[D]. 成新兴.上海交通大学 2011
[9]可展开天线展开动力学分析与仿真研究[D]. 胡国伟.西安电子科技大学 2011
[10]大型卫星太阳翼展开动力学研究[D]. 杨军.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3062743
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