快速姿态机动状态卫星刚柔耦合动力学研究

摘要

本文以带有单块大型太阳能电池翼的挠性卫星为研究对象，研究了卫星在轨作快速姿态机动情形下的刚柔耦合动力学问题。通过将卫星简化为作平面运动的中心刚体＋柔性梁模型，并采用经典的Rayleigh-Ritz法对柔性梁的弹性变形进行离散，由虚位移原理建立了卫星快速姿态机动状态的刚柔耦合动力学模型，最后采用结构动力学中常用的Wilson-θ法对模型进行了数值仿真。仿真结果表明：快速姿态机动条件下，太阳能电池翼等挠性附件的弹性变形不仅会引起卫星中心星体的位置发生变化，即轨道发生改变，而且机动结束后，还会使得卫星的姿态角发生漂移，从而影响卫星的定向精度。