首页 期刊 宇航学报 空间太阳能电站姿态运动-结构振动耦合建模与分析 【正文】

空间太阳能电站姿态运动-结构振动耦合建模与分析

作者:穆瑞楠; 王艺睿; 谭述君; 吴志刚; 齐朝晖 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室; 大连116024; 中国科学院国家空间科学中心; 北京101408; 中国科学院大学; 北京101407; 大连理工大学航空航天学院; 大连116024
空间太阳能电站   连续体等效建模   柔性梁   重力梯度  

摘要:针对多旋转关节空间太阳能电站构型,利用基于能量等效原理的连续体等效方法将其等效为柔性梁模型,并考虑重力梯度影响,建立了姿态运动与结构振动的耦合动力学模型;结合Runge-Kutta法和Newmark法的优点,提出了适用于求解姿态运动与结构振动耦合动力学方程的改进算法,相比于经典Runge-Kutta法大幅提高了效率;利用改进算法得到了不同参数下的动力学响应。在此基础上,推导了结构振动量级随结构尺寸的六次方量级增加的规律,仿真结果表明尺寸过大引发不稳定现象;分析了姿态运动和重力梯度对结构振动频率和振幅的影响;发现了姿态运动周期受结构柔性影响而增大的现象,这种现象在低轨以及大初始姿态角下影响更为明显。

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