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太阳帆塔轨道和姿态耦合动力学建模及辛求解
被引量:
3
1
作者
文奋强
邓子辰
+1 位作者
魏乙
李庆军
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2017年第7期762-768,共7页
在建立太阳帆塔太阳能电站简化模型的基础上,将系统的动力学方程从Lagrange体系导入到了Hamilton体系,给出了带约束的Hamilton正则方程;进而采用祖冲之类算法和辛Runge-Kutta方法分析了太阳帆塔轨道和姿态耦合系统的动力学特性,并讨论...
在建立太阳帆塔太阳能电站简化模型的基础上,将系统的动力学方程从Lagrange体系导入到了Hamilton体系,给出了带约束的Hamilton正则方程;进而采用祖冲之类算法和辛Runge-Kutta方法分析了太阳帆塔轨道和姿态耦合系统的动力学特性,并讨论了算法的保能量、保约束特性;最后,数值模拟了系统的动力学特性,说明了所提方法的有效性.
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关键词
太阳帆塔
约束HAMILTON系统
祖冲之类算法
保能量
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职称材料
空间刚性杆-弹簧组合结构轨道、姿态耦合动力学分析
被引量:
10
2
作者
尹婷婷
邓子辰
+2 位作者
胡伟鹏
李庆军
曹珊珊
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第1期87-98,共12页
以空间太阳帆塔在轨运行中遇到的强耦合动力学问题为研究背景,建立了空间刚性杆-弹簧组合结构轨道与姿态耦合问题的动力学模型,采用辛(几何)算法研究了其轨道与姿态耦合的动力学行为,研究结果可以从系统的能量保持情况间接得到验证.首先...
以空间太阳帆塔在轨运行中遇到的强耦合动力学问题为研究背景,建立了空间刚性杆-弹簧组合结构轨道与姿态耦合问题的动力学模型,采用辛(几何)算法研究了其轨道与姿态耦合的动力学行为,研究结果可以从系统的能量保持情况间接得到验证.首先,基于变分原理,通过引入对偶变量将描述空间刚性杆-弹簧组合结构动力学行为的拉格朗日方程导入哈密尔顿体系,建立简化模型的正则控制方程;随后,采用辛龙格库塔方法模拟分析了地球非球摄动对轨道、姿态的影响及系统能量的数值偏差问题.数值模拟结果显示:随着初始姿态角速度增大,轨道半径的扰动增大,轨道与姿态之间的耦合效应加剧;带谐摄动对空间刚性杆-弹簧组合结构模型的轨道、姿态产生的影响比田谐摄动要高出至少两个数量级;同时辛龙格库塔方法能更好地快速模拟地球非球摄动影响下空间刚性杆-弹簧组合结构的动力学行为,并能够长时间保持系统的总能量,有望为超大空间结构实时反馈控制提供实时动力学响应结果.
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关键词
太阳帆塔
刚性杆--弹簧
地球非球摄动
辛(几何)算法
能量偏差
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职称材料
基于辛Runge-Kutta方法的太阳帆塔动力学特性研究
被引量:
8
3
作者
邓子辰
曹珊珊
+1 位作者
李庆军
蒋宪宏
《中国科学:技术科学》
EI
CSCD
北大核心
2016年第12期1242-1253,共12页
空间太阳能发电作为获取清洁、可再生的能源的重要途径,受到了社会的广泛关注.本文基于Hamilton体系研究了太阳帆塔式空间太阳能电站在轨运行的动力学与系统的稳定问题.通过建立太阳帆塔简化结构模型和引入广义坐标以及广义动量,根据变...
空间太阳能发电作为获取清洁、可再生的能源的重要途径,受到了社会的广泛关注.本文基于Hamilton体系研究了太阳帆塔式空间太阳能电站在轨运行的动力学与系统的稳定问题.通过建立太阳帆塔简化结构模型和引入广义坐标以及广义动量,根据变分原理,得到Hamilton体系下太阳帆塔系统在轨运行的动力学控制方程;采用辛Runge-Kutta方法进行求解分析,并与传统的四阶Runge-Kutta方法对比,数值结果表明了辛Runge-Kutta方法能够保持系统的能量和系绳弹性振动的特性;最后,根据力学平衡原理得到了系统的平衡点,并通过数值算例研究了系统在平衡点附近的稳定性.
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关键词
空间太阳能电站
HAMILTON系统
辛Runge-Kutta方法
太阳帆塔
原文传递
题名
太阳帆塔轨道和姿态耦合动力学建模及辛求解
被引量:
3
1
作者
文奋强
邓子辰
魏乙
李庆军
机构
西北工业大学力学与土木建筑学院
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2017年第7期762-768,共7页
基金
国家自然科学基金(11432010
11572254)~~
文摘
在建立太阳帆塔太阳能电站简化模型的基础上,将系统的动力学方程从Lagrange体系导入到了Hamilton体系,给出了带约束的Hamilton正则方程;进而采用祖冲之类算法和辛Runge-Kutta方法分析了太阳帆塔轨道和姿态耦合系统的动力学特性,并讨论了算法的保能量、保约束特性;最后,数值模拟了系统的动力学特性,说明了所提方法的有效性.
关键词
太阳帆塔
约束HAMILTON系统
祖冲之类算法
保能量
Keywords
solar sail tower
constrained Hamiltonian system
Zu-class method
energy con-servation
分类号
V412.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
空间刚性杆-弹簧组合结构轨道、姿态耦合动力学分析
被引量:
10
2
作者
尹婷婷
邓子辰
胡伟鹏
李庆军
曹珊珊
机构
西北工业大学力学与土木建筑学院
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第1期87-98,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(11432010
11672241和11502202)
文摘
以空间太阳帆塔在轨运行中遇到的强耦合动力学问题为研究背景,建立了空间刚性杆-弹簧组合结构轨道与姿态耦合问题的动力学模型,采用辛(几何)算法研究了其轨道与姿态耦合的动力学行为,研究结果可以从系统的能量保持情况间接得到验证.首先,基于变分原理,通过引入对偶变量将描述空间刚性杆-弹簧组合结构动力学行为的拉格朗日方程导入哈密尔顿体系,建立简化模型的正则控制方程;随后,采用辛龙格库塔方法模拟分析了地球非球摄动对轨道、姿态的影响及系统能量的数值偏差问题.数值模拟结果显示:随着初始姿态角速度增大,轨道半径的扰动增大,轨道与姿态之间的耦合效应加剧;带谐摄动对空间刚性杆-弹簧组合结构模型的轨道、姿态产生的影响比田谐摄动要高出至少两个数量级;同时辛龙格库塔方法能更好地快速模拟地球非球摄动影响下空间刚性杆-弹簧组合结构的动力学行为,并能够长时间保持系统的总能量,有望为超大空间结构实时反馈控制提供实时动力学响应结果.
关键词
太阳帆塔
刚性杆--弹簧
地球非球摄动
辛(几何)算法
能量偏差
Keywords
sail
tower
solar
power satellite
rigid rods and spring
earth non-shape perturbation
symplectic geometry method
energy deviation
分类号
O241 [理学—计算数学]
V476.5 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
基于辛Runge-Kutta方法的太阳帆塔动力学特性研究
被引量:
8
3
作者
邓子辰
曹珊珊
李庆军
蒋宪宏
机构
西北工业大学力学与土木建筑学院
西北工业大学理学院
出处
《中国科学:技术科学》
EI
CSCD
北大核心
2016年第12期1242-1253,共12页
基金
国家自然科学基金(批准号:11432010)
西北工业大学研究生创意创新种子基金(编号:Z2016093)资助项目
文摘
空间太阳能发电作为获取清洁、可再生的能源的重要途径,受到了社会的广泛关注.本文基于Hamilton体系研究了太阳帆塔式空间太阳能电站在轨运行的动力学与系统的稳定问题.通过建立太阳帆塔简化结构模型和引入广义坐标以及广义动量,根据变分原理,得到Hamilton体系下太阳帆塔系统在轨运行的动力学控制方程;采用辛Runge-Kutta方法进行求解分析,并与传统的四阶Runge-Kutta方法对比,数值结果表明了辛Runge-Kutta方法能够保持系统的能量和系绳弹性振动的特性;最后,根据力学平衡原理得到了系统的平衡点,并通过数值算例研究了系统在平衡点附近的稳定性.
关键词
空间太阳能电站
HAMILTON系统
辛Runge-Kutta方法
太阳帆塔
Keywords
solar
power satellite(SPS)
Hamilton system
symplectic Runge-Kutta method
sail
tower
SPS
分类号
TM615 [电气工程—电力系统及自动化]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
太阳帆塔轨道和姿态耦合动力学建模及辛求解
文奋强
邓子辰
魏乙
李庆军
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2017
3
下载PDF
职称材料
2
空间刚性杆-弹簧组合结构轨道、姿态耦合动力学分析
尹婷婷
邓子辰
胡伟鹏
李庆军
曹珊珊
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
10
下载PDF
职称材料
3
基于辛Runge-Kutta方法的太阳帆塔动力学特性研究
邓子辰
曹珊珊
李庆军
蒋宪宏
《中国科学:技术科学》
EI
CSCD
北大核心
2016
8
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