环形桁架式可展开天线机构的分析与优化研究

摘要

随着科学技术不断发展和社会的不断进步，信息越来越被各个国家所重视，成为一种重要的资源。太空天线作为最主要的信息接收装置，它的发展越来越多的受到各个国家的关注。环形桁架式可展开天线由于其折叠比大，结构形式简单，口径大，并且天线的质量不会随着天线直径范围的增大而增加太多等一系列的优点，使得环形桁架式天线具有广阔的应用前景，被越来越多的国家所关注。本文将基于对环形桁架式天线设计的基础上，对天线进行了理论方面的分析，可以为以后天线的相关研究提供参考。
　　本研究完成了对环形桁架式可展开天线机构进行了方案设计，并利用Pro/E软件进行了天线机构的三维建模，基于D-H参数法对天线机构的基本单元进行了运动学分析，对环形桁架式天线机构的基本单元进行运动学性能的分析。同时利用ADAMS软件对天线机构基本单元进行了过程和仿真分析，求得天线机构基本单元在展开过程中杆件的展开速度和加速度。误差的存在会造成机构在运动的过程中不能按照预定的轨迹进行运动，本文考虑了天线杆件的加工误差和铰链的间隙误差这两个方面的误差对于天线机构展开的影响，通过对零件的加工误差和铰链的间隙误差进行详细的分析，得到当天线机构可以正常展开时，天线机构铰链所允许的最大间隙。利用ANSYS对环形桁架式天线机构完成了在完全展开之后的结构动力学分析和模态分析，得到了天线机构的前十阶固有频率，并对结果进行分析；考虑到不同的天线材料和不同的天线截面面积对于天线机构频率的影响，完成了当选取不同材料和不同的截面面积时，天线机构固有频率的变化；最后利用ANSYS对天线机构进行了优化。对环形桁架式可展开天线机构进行了运动学动力学分析、误差分析、模态分析以及结构优化等方面的研究，并且取得了阶段性成果，为后来的科研人员从事环形桁架式可展开天线的研究提供了一定的理论依据和参考。

目录

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外可展天线的研究现状及分析

1.3 本文主要研究内容

第2章 天线机构方案设计与运动分析

2.1 引言

2.2 天线机构基本单元的选择及分析

2.3 环形桁架天线机构的方案设计

2.4 天线机构基本单元运动学分析

2.5 天线机构单元的运动性能分析

2.6 基于ADAMS的天线机构单元过程与仿真分析

2.7 本章小结

第3章 天线机构的误差分析

3.1 引言

3.2 天线机构误差的产生

3.3 天线机构的误差分析

3.4 本章小结

第4章 天线机构模态分析与结构优化

4.1 引言

4.2 模态分析

4.3 影响因素分析

4.4 天线机构参数优化设计

4.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢