基于全空域跟踪的椭球型天线桁架设计及标校方法

为满足某卫星工程的测控需求,进一步提高测控网综合测控能力和覆盖范围,提出了一种新型空间椭球天线桁架结构形式及标校方法,满足了全空域、大跨度和高精度的要求。依据大跨度空间桁架理论及有限元分析结果,采用单层空间椭球面网壳的天线桁架构型,通过优化杆件截面、网架形式、跨度和高度等参数实现了对天线桁架承载力的有效分配,合理设计了空间椭球桁架结构及连接方式,并进行了椭球型天线桁架的加工。通过现场测试标定与系统联调,设计加工的椭球型天线桁架达到了系统整体的接收G/T值、第一旁瓣、差波束零深、位置精度和高刚度要求,解决了大型阵列长期运行中定期频繁标校难题,对大尺度阵列天线桁架的设计具有一定的参考意义。

大型空间桁架天线振动控制及作动器位置优化

目的对在轨大型空间柔性桁架天线结构振动进行主动控制及作动器位置优化。方法采用线性二次型最优控制算法对天线结构进行振动抑制,以系统能量和控制能量的和作为优化性能指标,利用遗传算法对作动器的位置进行优化。结果在优化配置的两个作动器控制作用下,受到激扰的天线结构振动便在10 s内得到良好得抑制,振动幅值减小了一个量级。结论适当地增加作动器数目,恰当地配置作动器的位置能有效抑制柔性天线结构的振动。

空间大型桁架天线姿态与振动一体化控制

随着空间任务需求的增长,大型桁架结构在空间应用中更加广泛,使系统刚柔耦合特性不断增强,在轨运行时容易产生振动,从而影响系统的姿态稳定。为了实现空间大型桁架天线系统姿态与振动的一体化控制,基于拉格朗日原理完善了系统动力学模型,从根本上阐述了挠性结构振动与系统姿态角的耦合关系,提出了一种固定时间全局滑模控制器以实现一体化控制目标。仿真结果表明,所提控制算法能够在短时间内抑制挠性结构的振动响应幅值,同时可保证系统姿态的稳定。该算法具有良好的鲁棒性和固定时间收敛特性。

含三维非线性铰链的超大尺寸展开桁架天线动力学响应分析

针对含三维间隙铰链和张拉索的大型空间展开桁架天线,研究其在冲击载荷作用下的非线性动力学特性.基于ANSYS软件建立了含间隙铰链的桁架天线非线性动力学有限元模型,采用六个组合单元模拟一个三维间隙铰链,并考虑张拉索的几何非线性,分析了桁架天线在冲击载荷作用下的非线性动力学响应.通过和理想铰链模型的分析结果进行比较,揭示间隙铰链对结构动力学响应的影响机理,进而研究了间隙大小、冲击载荷大小及作用时间、界限滑移力等对结构动力学响应的影响规律,从而为大型空间展开桁架天线结构的动力学设计及振动控制提供理论支撑.