周边桁架式环形天线展开过程分析

摘要

随着宇航事业的迅猛发展，对空间卫星天线在大口径、轻质量和高精度等方面有了更高的要求。同时由于运载工具体积的限制，天线朝着可展结构的方向发展。作为星载大型可展天线中较理想的结构形式，周边桁架式环形天线以其口径大、收纳比高、质量轻和传输信号稳定等特点，获得了各个国家宇航研究领域的广泛关注。对于星载环形天线既要保证其能够在太空中一次性精确展开，索网张紧成预定型面，又要确保其在展开终止时，不会因突变或冲击载荷的作用而破坏展开机构，干扰卫星的姿控系统，所以针对环形天线展开过程进行运动学和动力学分析具有重要意义。
　　本文根据周边桁架式环形天线的结构特点，研究了其展开过程。包括以下工作：
　　根据环形天线的结构特点，对辐射状索网类天线进行参数化建模，得到各类索段在任意展开角下的数学表达式。通过算例仿真，得到了各类索段张力的变化情况。
　　采用坐标变换的方法，递推了环形天线桁架节点的变换矩阵，得到了各个桁架节点的坐标和速度分量。考虑索网阻力对展开过程的影响，基于第二类Largange方程，建立了环形天线的动力学模型。通过数值仿真，得到了天线在展开过程中绳索驱动力的变化情况。
　　利用ADAMS软件，建立了三向网格索网类环形天线的虚拟样机模型。通过对天线展开角的规划，仿真分析了天线展开过程中各个桁架单元的运动情况以及索段张力的变化情况，为三向网格式天线展开过程的分析提供了依据。

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字母注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2典型的星载大型可展天线

1.3星载大型可展天线的研究现状

1.4选题意义及本文主要工作

第二章 周边桁架式环形天线的运动学分析

2.1引言

2.2环形天线的展开原理和结构特点

2.3环形天线索网系统的运动学分析

2.4算例分析

2.5 ADAMS仿真分析

2.6工程应用

2.7本章小结

第三章 辐射状索网类环形天线的动力学分析

3.1引言

3.2辐射状索网模型环形天线的动力学分析

3.3算例仿真分析

3.4结果分析

3.5本章小结

第四章 环形天线虚拟样机的建模和分析

4.1引言

4.2周边桁架式环形天线虚拟样机模型的建立

4.3多刚体天线模型的运动学分析

4.4本章小结

第五章 结论和展望

5.1结论

5.2工作展望

参考文献

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