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一種柔性多體動力學(xué)建模方法及其工程應(yīng)用
關(guān)鍵詞：航天器 柔性多體動力學(xué) 動力學(xué)建模 系統(tǒng)級仿真 拉格朗日方程
摘要：針對具有多軸天線驅(qū)動、機械臂運動、空間站艙段轉(zhuǎn)位等多體運動特征的航天器,提出了一種基于浮動基座和樹形拓撲結(jié)構(gòu)的柔性多體動力學(xué)建模方法,用于計算機建模和與控制系統(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力學(xué)方程考慮了大角度剛體相對轉(zhuǎn)動、彈性部件振動、柔性關(guān)節(jié)變形特性.將此建模方法程序化并應(yīng)用于工程實際,可解決此類航天器復(fù)雜的機構(gòu)運動與彈性振動的耦合動力學(xué)建模問題,實現(xiàn)完全自主的動力學(xué)建模、模型代碼輸出和控制聯(lián)合仿真功能,為此類航天器的動力學(xué)特性分析及其控制系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)級仿真驗證服務(wù).結(jié)合帶多軸驅(qū)動天線和大型柔性天線的整星對象,采用該方法建模并就系統(tǒng)頻率、頻率響應(yīng)、時間響應(yīng)與商業(yè)柔性多體軟件Adams進行對比,結(jié)果顯示二者一致性良好,驗證了該建模方法及其軟件實現(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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