摘要
基于已有的质心面液体大幅晃动等效力学模型,采用拉格朗日方法,系统地建立了任意复杂激励下四贮腔航天器刚-液耦合动力学精确模型。由本文方法所得到的等效晃动力及晃动力矩与通过Flow3D计算出的相应结果吻合良好,验证了所建模型的可靠性。根据所建立的大幅晃动类充液航天器耦合系统动力学模型进一步研究了该类航天器在进行三轴稳定姿态机动时的主要动力学耦合特性,并设计了一类抑制姿态振荡的补偿控制器。
This paper is focused on the accurate dynamics modeling of a multi-tank spacecraft through the Lagrangian approach.The sloshing liquid in the tanks is represented by a constraint surface model for liquid sloshing.The equivalent slosh forces and torques acted on the spacecraft hub,when the spacecraft is excited by a set of arbitrary complex excitations in zero-g environment,are compared with the Flow 3D results,and the results show good agreements.Based on the derived mathematical model,a kind of compensation controller is developed for jitter-suppressing in attitude motion of this liquidfilled spacecraft,when the spacecraft executes three-axial-stabilized attitude maneuvers.
作者
刘峰
岳宝增
唐勇
LIU Feng;YUE Bao-zeng;TANG Yong(School of Aerospace Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期19-26,共8页
Journal of Astronautics
基金
国家自然科学基金(11472041,11772049,11532002,11802320).
关键词
质心面模型
液体大幅晃动
多贮腔航天器
三轴稳定姿态机动
补偿控制
Constraint surface model for liquid sloshing
Large amplitude liquid slosh
Multi-tank spacecraft
Three-axis-stabilized attitude maneuver
Compensation control
作者简介
刘峰(1991-),男,博士生,主要从事液体晃动模型研究及航天器刚-液-柔-控耦合动力学等方面的研究。通信地址:北京市海淀区中关村南大街5号院北京理工大学宇航学院(100081).电话:13021956622.E-mail:fengyel@foxmail.com;通信作者:岳宝增(1962-),男,博士,教授,主要从事非线性动力学与控制、液体非线性晃动动力学及复杂航天器动力学与控制等方面的研究。通信地址:北京市海淀区中关村南大街5号院北京理工大学宇航学院(100081),电话:13693289762,E-mail:bzyue@sohu.com
