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一種柔性多體動(dòng)力學(xué)建模方法及其工程應(yīng)用
關(guān)鍵詞：航天器 柔性多體動(dòng)力學(xué) 動(dòng)力學(xué)建模 系統(tǒng)級(jí)仿真 拉格朗日方程
摘要：針對(duì)具有多軸天線驅(qū)動(dòng)、機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)、空間站艙段轉(zhuǎn)位等多體運(yùn)動(dòng)特征的航天器,提出了一種基于浮動(dòng)基座和樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔性多體動(dòng)力學(xué)建模方法,用于計(jì)算機(jī)建模和與控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真.基于拉格朗日方程和有限元方法所建立的動(dòng)力學(xué)方程考慮了大角度剛體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、彈性部件振動(dòng)、柔性關(guān)節(jié)變形特性.將此建模方法程序化并應(yīng)用于工程實(shí)際,可解決此類航天器復(fù)雜的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與彈性振動(dòng)的耦合動(dòng)力學(xué)建模問題,實(shí)現(xiàn)完全自主的動(dòng)力學(xué)建模、模型代碼輸出和控制聯(lián)合仿真功能,為此類航天器的動(dòng)力學(xué)特性分析及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)級(jí)仿真驗(yàn)證服務(wù).結(jié)合帶多軸驅(qū)動(dòng)天線和大型柔性天線的整星對(duì)象,采用該方法建模并就系統(tǒng)頻率、頻率響應(yīng)、時(shí)間響應(yīng)與商業(yè)柔性多體軟件Adams進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果顯示二者一致性良好,驗(yàn)證了該建模方法及其軟件實(shí)現(xiàn)的正確性和通用性.
航天器環(huán)境工程雜志要求:
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