作大范围运动柔性空间结构的动力学建模与仿真

admin · 发表于 2022-9-23 10:59:16

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雅宝题库解析：
考虑耦合效应的柔性空间结构耦合动力学研究在航空航天领域具有重要的应用价值。在航天器的飞行与控制过程中，作用在航天器上的扰动力和控制力不仅会激起航天器的位置与姿态的振荡，而且主体姿态的振荡反过来又加剧了挠性附件的弹性振动，挠性附件的弹性振动进而又影响航天器的整体运动与控制。因此，研究作大范围运动柔性空间结构的动力学建模与仿真具有非常重要的理论价值和现实意义。本论文的主要工作如下：本文用有限元法对柔性结构进行离散化处理，得到了柔性结构的模态阵。以模态展开方法以及Kane方程为理论基础，建立了作大范围运动单个柔体的动力学模型，编写了Matlab程序对该动力学方程进行了求解；在小位移和小姿态变化的前提下，利用Matlab的仿真结果与Nastran的仿真结果相对照，初步验证了所建立的动力学模型的正确性。并在此基础上，建立了作大范围运动的无阻尼以及带有阻尼的刚柔混合体的动力学模型。对于同一刚柔混合体模型，分别针对通过添加力或力矩求解各节点位移这一正动力学题目，以及通过给定运动驱动求解力以及力矩这一逆动力学题目编写了Matlab程序，并进行了数值仿真。为了检验该动力学模型以及程序的正确性，对于刚柔混合体的正动力学题目，通过将Matlab仿真结果与商用软件仿真结果进行对照，验证了该仿真的正确性。最后，将以上的理论研究运用于卫星的动力学研究中，实现了理论研究与实际应用的有效结合。本文自行编写程序，不仅可以有效解决中心刚体加柔性附件这一大类航天器的动力学仿真题目，而且为进一步开展此类航天器的姿态动力学及控制题目研究提供了更具针对性、灵活性和自主性的技术手段。

作大范围运动柔性空间结构的动力学建模与仿真

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