基于ADAMS和MATLAB平台的XX-3卫星动力学联合仿真分析

摘要

本文介绍了联合仿真的相关背景以及XX-3卫星运行时存在的问题和项目背景。利用系统动力学仿真分析软件ADAMS、有限元分析软件PATRAN/NASTRAN,建立了XX-3卫星的刚柔耦合动力学模型。首先进行了开环系统的仿真,为闭坏仿真提供了基础和初步的技术准备。结合科学与工程计算软件MATLAB的仿真工具箱Simulink,导入控制模型,进行机械系统与控制系统的联合仿真,通过分析联合仿真获得卫星质心三轴角速度时域图与频谱图等在不同激励频率下的响应变化规律,复现卫星在轨工作状态,并分析使卫星产生扰动的激励源和卫星姿态变化情况,以及太阳翼受到激励后产生扰动的情况。
　　 频谱分析部分,内容涉及了信号处理等相关知识。采用快速傅罩叶变换、分段傅里叶变换、小波分析等分析手段对卫星遥测数据信号进行了等处理,得到了相关工况下卫星三轴振动频域信息及卫星模态信息。结合仿真分析结果,从理论上探讨了卫星系统的共振频率带,并给出了可能产生共振情况的频率范围。并假定微波成像仪在动不平衡的状况下,分析了成像仪质心位置、惯性张量与惯性积等参量对卫星系统在故障模式下运行所产生的影响。基于这些工作,分析了卫星在轨运行时故障产生的原因以及改进的方法。
　　 本文的研究成果对于卫星在轨情况下的震颤分析和研究具有重要的参考价值。