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星载大型天线反射器桁架展开动力学建模仿真 被引量:5
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作者 董富祥 周志成 曲广吉 《航天器工程》 2012年第4期26-31,共6页
以星载大型可展开天线为对象,研究了索网绷紧前天线反射器桁架在轨展开动力学过程。对大型天线展开机构特点和展开原理进行分析,建立了反射器桁架驱动和传动机构动力学模型。为避免初始时刻天线反射器切断铰约束方程雅克比矩阵奇异,以... 以星载大型可展开天线为对象,研究了索网绷紧前天线反射器桁架在轨展开动力学过程。对大型天线展开机构特点和展开原理进行分析,建立了反射器桁架驱动和传动机构动力学模型。为避免初始时刻天线反射器切断铰约束方程雅克比矩阵奇异,以及小展开角情况下动力学方程左端系数矩阵数值性态差问题,提出了基于几何的替代约束求解方案。对星载大型天线在轨展开动力学过程进行了数值仿真,仿真结果表明,提出的方法能够有效解决初始时刻天线反射器切断铰约束方程雅克比矩阵奇异问题。 展开更多
关键词 卫星 可展天线 展开过程 多体系统动力学 奇异构型
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采用VSCMGs的航天器IPACS设计的一种投影矩阵方法 被引量:6
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作者 张军 徐世杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期609-615,共7页
研究以变速控制力矩陀螺群(VSCMGs)为执行机构的能量/姿态一体化控制系统(IPACS)中的操纵律设计问题。建立了带VSCMGs的刚性航天器的动力学方程,用Lyapunov方法设计了渐近稳定的姿态控制律;在对VSCMGs的动力学进行详细分析的基础上,用... 研究以变速控制力矩陀螺群(VSCMGs)为执行机构的能量/姿态一体化控制系统(IPACS)中的操纵律设计问题。建立了带VSCMGs的刚性航天器的动力学方程,用Lyapunov方法设计了渐近稳定的姿态控制律;在对VSCMGs的动力学进行详细分析的基础上,用投影矩阵法设计了一种操纵律,该算法将姿态控制指令力矩分解成两个力矩分量之和,其中一个由陀螺模式提供,另一个由飞轮模式提供,从而使VSCMGs处于构型奇异时陀螺模式也处于工作状态,降低了飞轮模式的负荷;文中证明了IPACS所需的变速控制力矩陀螺(VSCMG)个数最少为3,并分析证明了所设计的算法可以有效地解决姿控/储能一体化设计中可能出现的奇异问题。仿真结果验证了所设计算法的可行性。 展开更多
关键词 姿态控制 储能 投影矩阵 奇异构型 变速控制力矩陀螺
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多体系统中的冗余约束 被引量:2
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作者 齐朝晖 许永生 方慧青 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期390-399,共10页
冗余约束主要起因于系统奇异构型以及切断铰约束方程的自动生成,它的存在对多体系统建模和求解都提出了更高的要求.为了使系统运动方程可解,需要从系统约束中分离出一组独立约束,不同的独立约束组往往造成数值分析结果的不同,但该文严... 冗余约束主要起因于系统奇异构型以及切断铰约束方程的自动生成,它的存在对多体系统建模和求解都提出了更高的要求.为了使系统运动方程可解,需要从系统约束中分离出一组独立约束,不同的独立约束组往往造成数值分析结果的不同,但该文严格证明了理论上它们是一致的.冗余约束在很大程度上加大了系统奇异构型附近违约量控制的难度.针对这一困难,该文提出了一种将约束稳定化和违约修正相结合的方法,数值算例证明了方法的有效性.鉴于物体的受力分析是实际工程的迫切需要也是多体系统动力学核心任务之一,研究了冗余约束对约束反力的影响,给出了判别铰约束反力是否唯一的实用准则,针对两个铰连接同一对物体而引起的冗余约束,提出了铰合成原理及其求解各自铰内接触力的方法,并通过数值算例说明了方法的可行性. 展开更多
关键词 多体系统 冗余约束 奇异构型 约束反力 铰内接触力
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采用变速控制力矩陀螺的航天器姿态跟踪研究 被引量:2
4
作者 贾飞蕾 徐伟 +2 位作者 李恒年 侯黎强 张智斌 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期106-112,共7页
研究了以变速控制力矩陀螺(VSCMG)作为执行机构的航天器姿态跟踪问题.建立了以VSCMG为执行机构的航天器姿态动力学模型,引入一阶稳定的线性角速度滤波方程,同时,根据Lyapunov稳定性定理,设计了闭环系统的控制律.利用加权的最小范数解得... 研究了以变速控制力矩陀螺(VSCMG)作为执行机构的航天器姿态跟踪问题.建立了以VSCMG为执行机构的航天器姿态动力学模型,引入一阶稳定的线性角速度滤波方程,同时,根据Lyapunov稳定性定理,设计了闭环系统的控制律.利用加权的最小范数解得到VSCMG的姿态控制输入矢量.提出了表征VSCMG构型的新奇异度量,在其基础上利用梯度法构建了VSCMG的零运动,以回避VSCMG的构型奇异,并使转子转速趋于期望值.以四陀螺金字塔构型为例进行仿真,仿真结果验证了该算法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 变速控制力矩陀螺 姿态跟踪 奇异度量 奇异
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