航天器太阳阵的刚柔耦合动力学与控制研究

对空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学与控制问题进行较为全面的研究。基于Jourdain速度变分原理和单向递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用模糊自适应PD控制方法对航天器本体的姿态扰动进行主动控制。通过对考虑柔性效应的太阳阵展开与锁定过程的数值仿真,较好地预测了太阳阵展开历程及航天器本体姿态扰动情况。另外,通过采用模糊自适应PD控制方法与传统PD控制方法进行仿真比较,验证了该控制方法对航天器姿态控制的有效性。

考虑铰摩擦的太阳翼展开动力学研究

研究了空间漂浮航天器太阳翼的展开动力学与控制问题.采用单项递推组集方法建立了太阳翼展开与锁定过程的动力学模型,利用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献,通过补充含摩擦铰物体的系统动平衡方程构建了系统封闭的动力学方程.通过与ADAMS软件仿真结果的对比,验证了所建模型的正确性.研究结果显示,所建模型能够有效地对太阳翼的展开过程进行描述,铰摩擦会对系统的动力学行为产生影响,PD控制方法能够较好地抑制太阳翼展开所引起的航天器的姿态漂移.

考虑铰摩擦的柔性太阳阵展开动力学研究

研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动力学模型中引入3-D鬃毛摩擦模型来研究铰链的摩擦特性对太阳阵展开动力学的影响.所建动力学模型的正确性通过与商业软件ADAMS和NASTRAN的联合仿真对比得到了验证,该模型能够有效地预测太阳阵的展开历程以及航天器姿态的动态行为.

考虑关节摩擦的空间机器人动力学建模与参数辨识

研究了考虑关节摩擦影响的空间机器人系统的动力学建模与参数辨识问题.采用单向递推组集方法和虚功率原理建立了含有关节摩擦的多体系统动力学方程,推导了关节摩擦对系统动力学方程的贡献,采用基于腕力传感器信号和最小二乘法的辨识方法进行了系统惯性参数的辨识.数值仿真结果验证了数学模型的正确性与辨识方法的有效性.