大型空间环形桁架天线反射器展开动力学模拟与实验研究
Abstract
近年来, 可展开环形桁架天线被广泛应用于航天领域, 将其作为提升通信卫星水平的关键技术. 环形桁架式天线反射器可以看作是由可展开环形桁架和柔性索网反射器组成的复杂刚-柔耦合多体系统. 为了精确表征柔性构件发生的大转动、大变形运动特性, 本文采用结合绝对节点坐标方法(ANCF)与自然坐标方法(NCF)的绝对坐标(ACB)方法对该系统进行建模. 为了提高天线展开动力学模拟的计算效率, 文中提出基于静力缩聚法和多层区域分解方法的并行求解算法实现大规模刚-柔多体系统动力学方程的高效求解. 此外, 为了精确反映反射器不同步展开现象, 在展开动力学模型中考虑驱动力衰减的影响. 最后, 基于上述方法对环形桁架天线反射器展开的第二阶段进行动力学分析, 并通过4 m缩比环形桁架天线地面实验验证数值模拟的结果.
