基于ADAMS的周边桁架式卫星天线仿真研究

【摘要】随着人类对太空探索的深入，航空航天技术的要求也越来越高，空间天线作为联系地面和太空的重要工具，对其提出了更高要求。在满足精度、质量及刚性要求的同时，天线的口径需求也越来越大。周边桁架式天线具有收缩后占用空间范围小，结构形式简单，结构稳定，不会随着可展开天线口径的增大而改变，是卫星天线领域中最理想的可展开天线类型。本文对周边桁架式卫星天线的功能，结构及工作原理进行了分析。确定了周边桁架天线结构的独立可变参数。在此基础上，通过三维建模软件建立天线的三维参数化实体模型（零件结构图及装配图）。根据周边桁架式卫星天线的机构特点，结合空间坐标变换原理建立了天线展开时的运动学方程。分别对展开过程中机构上主要关节点的运动学参数（位置、速度、加速度）进行了分析。为避免周边桁架在展开过程中产生较大的力的突变，对周边桁架天线的展开速度进行了研究，通过STEP驱动函数实现对周边桁架结构在展开中位置的控制。采用拉格朗日方法，结合多体动力学理论，将桁架天线在展开过程中节点的摩擦力、扭转力、反射面的张紧力等等因素综合考虑，建立起桁架可展天线在运动中的动力学模型。采用逆动力学方法，提出了基于绳索展开过程的控制策略。获得了天线展开过程中天线的位置变化与受力变化的关系。根据其运动特性获得天线机构各关节的受力状况，进而获得整个机构在展开过程中的受力情况。设计了虚拟样机仿真模型，基于ADAMS对周边桁架卫星天线进行仿真，模拟在太空环境（完全失重和1/6重力条件）下的展开过程。并提取仿真结果进行分析验证。
【作者】黄明亚；
【导师】吕海峰；黄晋英；
【作者基本信息】中北大学，模式识别与智能系统，2014，硕士
【关键词】可展开天线；周边桁架；运动学分析；动力学分析；ADAMS；

【参考文献】
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