基于展开动力学分析的索网结构设计及展开规划
发布时间：2022-04-27 19:47
由于特殊的工作环境,星载可展开天线的展开过程受人为干预能力有限,需要在设计阶段对其进行详细、准确的分析设计。作为典型的星载可展开天线结构,本文以周边桁架式网状可展开天线为研究对象,分析了索网结构影响下的天线展开驱动索力,在此基础上,通过对索网结构与驱动索收纳过程进行优化设计来改善展开过程性能。具体研究内容如下:1.分析了索网结构影响下的展开驱动索力。首先推导了索网作用力对桁架做功的表达式,从功的角度分析了索网结构对天线桁架展开的影响。在此基础上,考虑了驱动索与滑轮之间的摩擦引起的耗散能以及天线桁架动能,根据能量守恒原理,推导了天线展开过程中的驱动索力表达式,然后针对2m周边桁架式网状可展开天线,根据天线结构参数求解了展开驱动索力,进一步分析了索网结构对展开驱动索力的影响。2.为了降低天线展开驱动索力峰值,提出了基于展开动力学分析的索网结构优化方法。首先分析了索网结构的后网面高度与索段设计张力对展开驱动索力的影响规律,在此基础上,建立了基于展开动力学分析,以索段张力及后网面高度为设计变量,最小化展开驱动索力峰值与后网面最大张力比、最大化天线展开结构刚度为目标的索网结构优化模型。最后针对2...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 非线性因素对网状可展开天线展开过程的影响
1.2.1 杆件柔性
1.2.2 间隙、摩擦
1.2.3 支撑索网
1.3 网状可展开天线展开驱动索力分析
1.4 考虑展开影响的索网结构设计
1.5 网状可展开天线的展开规划
1.6 已有工作的不足与本文的主要内容
第二章 网状可展开天线的展开驱动索力分析
2.1 引言
2.2 索网结构对天线桁架的做功分析
2.2.1 接头位移
2.2.2 索网结构对桁架的作用力分析
2.2.3 功的正负分析
2.2.4 算例分析
2.3 天线展开驱动索力分析
2.4 本章小结
第三章 基于展开动力学分析的索网结构优化设计
3.1 引言
3.2 不同索网结构对天线展开的影响分析
3.2.1 后网面高度对展开过程的影响
3.2.2 索段设计张力对展开过程的影响
3.3 索网结构优化设计
3.3.1 索网结构优化模型
3.3.2 算例分析
3.4 试验验证
3.4.1 驱动索力的测定与分析
3.4.2 天线展开态结构基频的测定与分析
3.5 本章小结
第四章 基于展开动力学分析的驱动索收纳过程规划
4.1 引言
4.2 驱动索的收纳过程优化
4.3 算例分析
4.4 试验验证
4.4.1 展开过程控制软件
4.4.2 驱动索收纳总长度的修正
4.4.3 展开试验
4.5 本章小结
第五章 回顾与展望
5.1 工作回顾
5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型环形桁架天线分布式驱动展开方法与数值分析[J]. 杨军刚,肖勇,赵治华,范叶森,宋燕平,赵将. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(10)
[2]剪叉联动式双层环形桁架可展开天线机构设计与分析[J]. 韩博,许允斗,姚建涛,刘文兰,李相斌,韩家旭,赵永生. 载人航天. 2017(03)
[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]大型空间可展开天线的研究现状与发展趋势[J]. 段宝岩. 电子机械工程. 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]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)
[7]航天用直驱式永磁伺服电机的轻型化技术[J]. 李勇,王亮,赵博,王骞,徐永向. 电机与控制学报. 2015(08)
[8]周边桁架式可展开天线展开分析与控制[J]. 齐朝晖,常进官,王刚. 宇航学报. 2014(01)
[9]大型网架式可展开空间结构的非线性动力学与控制[J]. 胡海岩,田强,张伟,金栋平,胡更开,宋燕平. 力学进展. 2013(04)
[10]铰接肋天线背架肋展开的可靠性分析[J]. 王敏娟,陈建军,段宝岩,赵宽,靳宁. 高技术通讯. 2012 (03)
博士论文
[1]柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计[D]. 张逸群.西安电子科技大学 2013
[2]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
[3]一维移动介质的多体动力学建模方法研究[D]. 洪迪峰.清华大学 2011
[4]索网式可展开天线结构的反射面精度优化调整技术研究[D]. 狄杰建.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]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
[2]直齿齿轮传动多柔体系统动力学研究[D]. 肖潜飞.北京理工大学 2015
[3]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
[4]网状可展开天线的初始形态设计研究[D]. 马亚静.西安电子科技大学 2014
[5]空间索网结构的型面精度分析[D]. 戎有兰.西安电子科技大学 2011
本文编号：3649064
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 非线性因素对网状可展开天线展开过程的影响
1.2.1 杆件柔性
1.2.2 间隙、摩擦
1.2.3 支撑索网
1.3 网状可展开天线展开驱动索力分析
1.4 考虑展开影响的索网结构设计
1.5 网状可展开天线的展开规划
1.6 已有工作的不足与本文的主要内容
第二章 网状可展开天线的展开驱动索力分析
2.1 引言
2.2 索网结构对天线桁架的做功分析
2.2.1 接头位移
2.2.2 索网结构对桁架的作用力分析
2.2.3 功的正负分析
2.2.4 算例分析
2.3 天线展开驱动索力分析
2.4 本章小结
第三章 基于展开动力学分析的索网结构优化设计
3.1 引言
3.2 不同索网结构对天线展开的影响分析
3.2.1 后网面高度对展开过程的影响
3.2.2 索段设计张力对展开过程的影响
3.3 索网结构优化设计
3.3.1 索网结构优化模型
3.3.2 算例分析
3.4 试验验证
3.4.1 驱动索力的测定与分析
3.4.2 天线展开态结构基频的测定与分析
3.5 本章小结
第四章 基于展开动力学分析的驱动索收纳过程规划
4.1 引言
4.2 驱动索的收纳过程优化
4.3 算例分析
4.4 试验验证
4.4.1 展开过程控制软件
4.4.2 驱动索收纳总长度的修正
4.4.3 展开试验
4.5 本章小结
第五章 回顾与展望
5.1 工作回顾
5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型环形桁架天线分布式驱动展开方法与数值分析[J]. 杨军刚,肖勇,赵治华,范叶森,宋燕平,赵将. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(10)
[2]剪叉联动式双层环形桁架可展开天线机构设计与分析[J]. 韩博,许允斗,姚建涛,刘文兰,李相斌,韩家旭,赵永生. 载人航天. 2017(03)
[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]大型空间可展开天线的研究现状与发展趋势[J]. 段宝岩. 电子机械工程. 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]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)
[7]航天用直驱式永磁伺服电机的轻型化技术[J]. 李勇,王亮,赵博,王骞,徐永向. 电机与控制学报. 2015(08)
[8]周边桁架式可展开天线展开分析与控制[J]. 齐朝晖,常进官,王刚. 宇航学报. 2014(01)
[9]大型网架式可展开空间结构的非线性动力学与控制[J]. 胡海岩,田强,张伟,金栋平,胡更开,宋燕平. 力学进展. 2013(04)
[10]铰接肋天线背架肋展开的可靠性分析[J]. 王敏娟,陈建军,段宝岩,赵宽,靳宁. 高技术通讯. 2012 (03)
博士论文
[1]柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计[D]. 张逸群.西安电子科技大学 2013
[2]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
[3]一维移动介质的多体动力学建模方法研究[D]. 洪迪峰.清华大学 2011
[4]索网式可展开天线结构的反射面精度优化调整技术研究[D]. 狄杰建.西安电子科技大学 2005
硕士论文
[1]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
[2]直齿齿轮传动多柔体系统动力学研究[D]. 肖潜飞.北京理工大学 2015
[3]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
[4]网状可展开天线的初始形态设计研究[D]. 马亚静.西安电子科技大学 2014
[5]空间索网结构的型面精度分析[D]. 戎有兰.西安电子科技大学 2011
本文编号：3649064
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