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索驱动环形网状天线展开过程动力学分析及轨迹规划
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作者 卫鑫鹏 张洁钰 《河南科技》 2024年第11期18-24,共7页
【目的】为准确减小环形网状天线展开过程中所受冲击并降低能耗,提出一种基于动力学分析的天线展开过程规划策略。【方法】首先,采用Bezier函数拟合驱动索的收纳过程,获得驱动索的输入轨迹;其次,采用Lagrange法、Bushing力法、等效作用... 【目的】为准确减小环形网状天线展开过程中所受冲击并降低能耗,提出一种基于动力学分析的天线展开过程规划策略。【方法】首先,采用Bezier函数拟合驱动索的收纳过程,获得驱动索的输入轨迹;其次,采用Lagrange法、Bushing力法、等效作用力法建立具有绳索—滑轮的天线系统动力学模型,并通过仿真分析驱动索柔性、索网力对天线展开过程的影响;最后,采用神经网络模型构建天线系统的动力学代理模型,并基于多岛遗传算法优化获得驱动索的最优输入轨迹。【结果】优化结果表明,基于动力学分析的天线展开过程规划策略,能够在保证代理模型精度的条件下有效地降低天线展开角加速度峰值和功率峰值。【结论】提出的基于动力学分析的天线展开过程规划策略,进一步提高了天线的展开可靠性,具有一定的工程借鉴意义。 展开更多
关键词 环形网状天线 动力学分析 代理模型 展开过程规划
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周边桁架可展开天线展开过程运动分析及控制 被引量:23
2
作者 李团结 张琰 段宝岩 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期916-921,共6页
根据周边桁架式可展开空间天线的结构特点,先建立周边单元浮动坐标系,采用坐标变换方法,得出了周边单元间的运动变换关系,建立了该天线通用的展开过程运动分析模型,可分析展开过程中结构上任意点的位置、速度和加速度.为避免展开过程中... 根据周边桁架式可展开空间天线的结构特点,先建立周边单元浮动坐标系,采用坐标变换方法,得出了周边单元间的运动变换关系,建立了该天线通用的展开过程运动分析模型,可分析展开过程中结构上任意点的位置、速度和加速度.为避免展开过程中冲击过大,对周边单元的展开速度进行规划.根据驱动绳索的运动与单元展开运动之间的变换关系,将周边单元的运动规划转化为展开绳索的运动控制,对天线的展开实施位置控制.仿真实例表明该控制方法可使天线按照规划的展开角变化规律平稳展开. 展开更多
关键词 周边桁架 可展天线 展开过程 运动分析 位置控制
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空间可展开天线展开过程轨迹与控制系统集成设计 被引量:17
3
作者 张逸群 段宝岩 李团结 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期21-28,共8页
针对空间可展开天线展开过程中冲击过大的问题,提出一种天线展开轨迹与控制系统集成设计方法。利用贝塞尔曲线合成驱动索的输入轨迹,通过天线的运动学关系表达式,可以得到天线展开过程的运动输出轨迹。讨论通过改变贝塞尔曲线控制点位... 针对空间可展开天线展开过程中冲击过大的问题,提出一种天线展开轨迹与控制系统集成设计方法。利用贝塞尔曲线合成驱动索的输入轨迹,通过天线的运动学关系表达式,可以得到天线展开过程的运动输出轨迹。讨论通过改变贝塞尔曲线控制点位置得到不同天线展开轨迹的可行性,继而为最优展开轨迹设计提供了依据。并基于天线的动力学分析,给出针对展开天线特点的控制系统设计方案。考虑展开轨迹和控制系统的耦合关系,基于优化的方法同时选择贝塞尔曲线控制点位置及控制器增益系数,达到减小天线在展开过程中所受冲击的目标。讨论优化过程中涉及的设计变量及约束方程表达式,该设计问题的求解方法,并给出了仿真步骤。结合典型算例的数值结果,说明该集成设计方法的有效性和合理性。 展开更多
关键词 展开天线 展开过程 控制 集成设计
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周边桁架可展开天线展开过程仿真方法 被引量:9
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作者 李团结 张琰 段宝岩 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期2081-2084,共4页
提出了一种基于虚拟样机技术的可展天线展开过程分析仿真方法。利用参数化建模技术建立各零部件的参数化模型;利用有限元分析软件通过模态分析来完成各个零部件的柔性体模型;利用系统动力学分析平台ADAMS将各零部件的模型组装成系统模型... 提出了一种基于虚拟样机技术的可展天线展开过程分析仿真方法。利用参数化建模技术建立各零部件的参数化模型;利用有限元分析软件通过模态分析来完成各个零部件的柔性体模型;利用系统动力学分析平台ADAMS将各零部件的模型组装成系统模型;然后将自制的摩擦学行为仿真程序或其他学科行为仿真程序嵌入系统模型中,实现可展天线的虚拟样机建模和展开过程的性能分析与仿真。给出的开发步骤和实例验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 周边桁架 可展天线 展开过程 分析与仿真 建模技术
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基于滤波的柔性可展开天线展开过程控制方法 被引量:8
5
作者 张逸群 段宝岩 李团结 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期180-188,共9页
针对大口径可展开天线中柔性因素带来的展开过程振动问题,提出一种基于滤波的解耦控制方法。利用瑞利—里兹法构造的假设位移场对变形体进行离散,结合拉格朗日方法建立天线的展开过程多柔体动力学模型。根据动力学分析和展开轨迹的谱分... 针对大口径可展开天线中柔性因素带来的展开过程振动问题,提出一种基于滤波的解耦控制方法。利用瑞利—里兹法构造的假设位移场对变形体进行离散,结合拉格朗日方法建立天线的展开过程多柔体动力学模型。根据动力学分析和展开轨迹的谱分析结果,应用低通滤波器将天线运动反馈分解为纯刚体运动和由柔性因素引起的振动两部分。基于机构的瞬时结构分析,将机构基频与结构基频的概念联系起来,并确定滤波的截止频率。针对两部分反馈信号的特点,分别设计刚性控制器和柔性控制器。刚性控制器保证天线按照预先设计的轨迹展开,柔性控制器用于抑制柔性振动产生的影响。讨论两组控制器增益参数的耦合关系,并基于信号能量相关性分析提出控制器增益参数选取的准则。仿真结果说明该方法的可行性和合理性。 展开更多
关键词 展开天线 展开过程 控制
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气动效应对折叠翼展开过程影响研究 被引量:12
6
作者 单继祥 甄文强 +1 位作者 石运国 陈强洪 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期105-108,共4页
为了研究气动效应对火箭弹折叠翼展开特性的影响,采用数值模拟方法研究了低速条件下横向折叠翼的气动特性,并对其展开运动过程进行了仿真。计算结果表明,折叠翼所受气动力随着攻角的增大均线性增大,随展开角度的增大表现出先增大后减小... 为了研究气动效应对火箭弹折叠翼展开特性的影响,采用数值模拟方法研究了低速条件下横向折叠翼的气动特性,并对其展开运动过程进行了仿真。计算结果表明,折叠翼所受气动力随着攻角的增大均线性增大,随展开角度的增大表现出先增大后减小的变化规律,且背风侧气动力均小于迎风侧。在负攻角情况下,迎风侧折叠翼展开所需时间长于背风侧,随着风速、攻角的增大,折叠翼展开的同步性进一步减弱。 展开更多
关键词 折叠翼 气动力影响 展开过程 数值模拟
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周边桁架可展开天线小冲击展开过程设计 被引量:8
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作者 张逸群 杨东武 杜敬利 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1205-1210,共6页
提出了周边桁架可展天线展开过程的一种轨迹设计方法。通过优化方法选择贝塞尔曲线作为驱动索的输入运动轨迹,保证了展开角加速度的连续性并有效降低其峰值,从而达到了减小天线所受冲击的目标。通过数值仿真对比得出结论,天线的展开过... 提出了周边桁架可展天线展开过程的一种轨迹设计方法。通过优化方法选择贝塞尔曲线作为驱动索的输入运动轨迹,保证了展开角加速度的连续性并有效降低其峰值,从而达到了减小天线所受冲击的目标。通过数值仿真对比得出结论,天线的展开过程应是一个无中间匀速状态的先加速后减速过程。 展开更多
关键词 展开天线 展开过程设计
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空间可展开桁架结构展开过程分析的理论与方法 被引量:15
8
作者 陈务军 关富玲 +1 位作者 董石麟 张京街 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 2000年第4期382-387,共6页
以理想桁架节点笛卡尔坐标为未知量 ,全面建立了复杂桁架结构的几何约束方程 ,并推导出相应的几何约束 Jacobi矩阵 ,建立了空间展开桁架结构展开过程分析的理论与方法 ,系统地分析了机构特性 ,阐明了展开过程的力学本质特点 。
关键词 展开过程分析 约束Jacobi矩阵 空间展开桁架结构
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二维可展板壳结构展开过程分析 被引量:3
9
作者 关富玲 张惠峰 韩克良 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2008年第5期351-356,共6页
基于折纸模型的二维可展板壳结构,在折叠体积较小的情况下可以获得较大的展开面积,展开效率较高.从二维折纸模型出发,研究基于此类模型的可展结构的特点,并对模型的展开过程进行分析模拟.利用Moore-Penrose广义逆矩阵的方法,结合板单元... 基于折纸模型的二维可展板壳结构,在折叠体积较小的情况下可以获得较大的展开面积,展开效率较高.从二维折纸模型出发,研究基于此类模型的可展结构的特点,并对模型的展开过程进行分析模拟.利用Moore-Penrose广义逆矩阵的方法,结合板单元理论及相应的约束处理,对展开过程进行了计算、模拟,结合动力学方程还可以计算出展开速度和加速度. 展开更多
关键词 二维 广义逆矩阵 展开过程 约束处理
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四面体构架式可展天线展开过程控制及测试 被引量:5
10
作者 关富玲 刘亮 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期381-387,共7页
为了减小展开过程中天线节点的速度、加速度以及天线对星体的冲击力,对四面体构架式可展天线进行展开过程动力学分析,并提出一种通过施加主动力来控制展开过程的方法.设计加工了口径为2 m的天线模型,在此模型的基础上,就所提出的控制方... 为了减小展开过程中天线节点的速度、加速度以及天线对星体的冲击力,对四面体构架式可展天线进行展开过程动力学分析,并提出一种通过施加主动力来控制展开过程的方法.设计加工了口径为2 m的天线模型,在此模型的基础上,就所提出的控制方法进行试验测试.测试采用非接触式计算机视觉测量系统,通过自编MATLAB程序对视频跟踪所得数据进行处理和分析,得到展开过程中天线节点的速度和加速度.试验结果表明,通过所施加的控制方法,有效地减小了天线节点在展开过程中的速度、加速度,从而降低了天线对星体的冲击力,验证了控制方法的可行性. 展开更多
关键词 四面体 构架式可展天线 展开过程 控制 计算机视觉 测量 测试
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柔性周边桁架可展开天线展开过程动力学分析和组合控制方法 被引量:4
11
作者 张逸群 张志华 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期750-755,共6页
针对柔性周边桁架可展开天线的展开过程提出了一种基于运动解耦的组合控制方法。首先基于多刚体拉格朗日方法并考虑柔性体的弹性势能建立了周边桁架可展开天线展开过程的多柔体动力学模型,然后根据运动学和动力学分析,将天线运动反馈... 针对柔性周边桁架可展开天线的展开过程提出了一种基于运动解耦的组合控制方法。首先基于多刚体拉格朗日方法并考虑柔性体的弹性势能建立了周边桁架可展开天线展开过程的多柔体动力学模型,然后根据运动学和动力学分析,将天线运动反馈分解为刚体运动和由柔性因素引起的振动两部分,分别设计了刚性控制器和柔性控制器。刚性控制器的目标是使天线做大范围运动以达到精确展开,柔性控制器的目标是迅速抑制柔性振动产生的影响。编制了仿真程序并进行了算例分析,仿真结果验证了该方法的合理性和有效性。 展开更多
关键词 展开天线 柔性多体动力学 展开过程 组合控制 解耦
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超声速下栅格舵展开过程数值模拟 被引量:2
12
作者 周培培 郭少杰 王斌 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期26-28,36,共4页
栅格舵从折叠到展开的过程中气动特性变化剧烈,对展开可靠性和导弹整体气动特性的影响都比较大。针对栅格舵这种复杂的构造形式,生成了带有棱柱层的非结构网格,再结合重叠网格技术对栅格舵导弹超声速绕流流场进行了数值模拟,计算结果与... 栅格舵从折叠到展开的过程中气动特性变化剧烈,对展开可靠性和导弹整体气动特性的影响都比较大。针对栅格舵这种复杂的构造形式,生成了带有棱柱层的非结构网格,再结合重叠网格技术对栅格舵导弹超声速绕流流场进行了数值模拟,计算结果与风洞试验结果吻合较好。在此基础上,对超声速下栅格舵动态展开过程的非定常流场进行了数值模拟,分析了栅格舵导弹动态气动特性的变化规律。 展开更多
关键词 栅格舵 非结构重叠网格 数值模拟 展开过程
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大型周边桁架式天线展开过程动力学建模仿真 被引量:5
13
作者 胡建峰 肖勇 赵志华 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第12期171-176,共6页
为了更精确描述大型周边桁架式天线展开过程中的动力学行为,采用几何精确梁单元法对周边桁架的横杆和纵杆以及锁网进行柔性建模,一维移动介质单元对驱动绳建模,结合对T型铰、同步铰以及斜杆刚性假设,实现对整个天线系统的动力学仿真。... 为了更精确描述大型周边桁架式天线展开过程中的动力学行为,采用几何精确梁单元法对周边桁架的横杆和纵杆以及锁网进行柔性建模,一维移动介质单元对驱动绳建模,结合对T型铰、同步铰以及斜杆刚性假设,实现对整个天线系统的动力学仿真。通过仿真分析,得到了电机驱动力和纵杆最大弯曲应力随展开时间变化的曲线。通过对仿真曲线的分析发现,当第一根斜杆开始锁定之后,驱动力整体呈大幅增长趋势;每当有斜杆锁定时,驱动力都会有一定幅度震荡。 展开更多
关键词 几何精确梁理论 一维移动介质单元 展开过程动力学
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不同折叠形式的柱状气囊展开过程数值模拟 被引量:3
14
作者 薛齐文 王霄腾 +3 位作者 何宜谦 郭敏 刘旭东 鄂智佳 《航空工程进展》 CSCD 2021年第3期161-170,共10页
柱状气囊的折叠与充气展开过程复杂,采用实验手段研究其展开过程存在诸多不便。针对柱状气囊提出两种不同的折叠方式并分别建立相对应的数值分析模型,利用非线性动力学软件LS-DYNA研究柱状气囊折叠后充气展开的动态应用特性,对影响气囊... 柱状气囊的折叠与充气展开过程复杂,采用实验手段研究其展开过程存在诸多不便。针对柱状气囊提出两种不同的折叠方式并分别建立相对应的数值分析模型,利用非线性动力学软件LS-DYNA研究柱状气囊折叠后充气展开的动态应用特性,对影响气囊展开过程中蒙皮应力、体积和内压曲线变化的因素进行分析,分别讨论不同折叠方式和外界环境参数对柱状气囊动态特性的影响。结果表明:两种折叠方式在收纳空间与材料强度上各有优势;此外,环境参数中的外界压强对气囊展开后的稳定状态有较大影响,而温度对气囊展开的影响相对不明显。 展开更多
关键词 柱状气囊 折叠方式 展开过程 模拟仿真
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某型导弹发射装置展开过程的动力学仿真研究 被引量:2
15
作者 程永强 王三民 陈西宏 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S3期139-141,共3页
导弹发射装置的展开性能是影响其快速反应能力的重要因素。文中给出了某型导弹发射装置展开过程的动力学计算模型,并采用ADAMS软件对此展开过程进行了动力学仿真,获得了三种驱动方式下连接铰链处的载荷变化曲线和发射筒的运动曲线。通... 导弹发射装置的展开性能是影响其快速反应能力的重要因素。文中给出了某型导弹发射装置展开过程的动力学计算模型,并采用ADAMS软件对此展开过程进行了动力学仿真,获得了三种驱动方式下连接铰链处的载荷变化曲线和发射筒的运动曲线。通过对比分析,对驱动方式进行了优化选择,为改善导弹发射装置的动力学性能提供了参考。 展开更多
关键词 动力学仿真 导弹发射装置 展开过程
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基于小波逼近的航天器太阳帆板展开过程最优控制的遗传算法(英文) 被引量:2
16
作者 张奇志 戈新生 刘延柱 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期842-847,共6页
本文讨论了航天器太阳帆板展开过程中航天器姿态的最优控制问题.在控制算法中用小波函数逼近控制输入规律.提出了太阳帆板展开过程最优控制的遗传算法.数值仿真表明。
关键词 最优控制 遗传算法 太阳帆板 姿态控制 展开过程
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汽车安全气囊展开过程计算机仿真及其接触搜寻方法 被引量:6
17
作者 钟志华 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期303-305,312,共4页
本文系统地讨论了安全气囊展开过程计算机仿真中接触界面的搜寻方法。该方法以级域理论的基本思想为基础,分接触前搜寻和接触后搜寻两大部分,具有速度快,可靠性好,通用性强等优点,并被移植到LS-DYNA3D中进行了初步验证。
关键词 安全气囊 计算机仿真 接触搜寻 汽车 展开过程
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一个空间伸展臂方案设计、展开过程与受力分析 被引量:1
18
作者 陈务军 关富玲 +1 位作者 陈向阳 裘红妹 《空间结构》 CSCD 1997年第2期18-24,共7页
文中介绍了一种展开结构,它包括子结构、主动索、被动索。子结构由几个杆件集成;一根或多根主动索驱动机构展开;被动索在折叠或部分展开时松驰,在完全展开时张紧。文中还分析了正八面体单元特性;设计了一可展馈源支撑架方案;推导... 文中介绍了一种展开结构,它包括子结构、主动索、被动索。子结构由几个杆件集成;一根或多根主动索驱动机构展开;被动索在折叠或部分展开时松驰,在完全展开时张紧。文中还分析了正八面体单元特性;设计了一可展馈源支撑架方案;推导出伸展臂展开过程几何变化规律;给出了仅有预应力时自平衡体系受力分析;建立了可滑动-转动单元的刚度矩阵和伸展臂的数值分析模型。 展开更多
关键词 空间伸展臂 方案设计 展开过程 受力分析 主动索控制 航天结构 展开机理
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天线展开过程动力学参数敏感性分析 被引量:3
19
作者 胡建峰 肖勇 +1 位作者 杨军刚 赵将 《空间电子技术》 2017年第3期58-63,共6页
为了更精确描述大型周边桁架式天线展开过程中的动力学行为,采用几何精确梁单元法对周边桁架的横杆和纵杆及索网进行柔性建模,一维移动介质单元对驱动绳建模,结合对T型铰、同步铰及斜杆刚性假设,实现对整个天线系统的动力学仿真。在建... 为了更精确描述大型周边桁架式天线展开过程中的动力学行为,采用几何精确梁单元法对周边桁架的横杆和纵杆及索网进行柔性建模,一维移动介质单元对驱动绳建模,结合对T型铰、同步铰及斜杆刚性假设,实现对整个天线系统的动力学仿真。在建模基础上,对不同传动效率和平均张力条件下天线展开过程动力学仿真。研究发现,传动效率越大,电机驱动力越小,但纵杆最大弯曲应力变化极小;张力阵平均张力越大,电机驱动力越大,但纵杆最大弯曲应力几乎不变。 展开更多
关键词 几何精确梁理论 敏感性分析 展开过程动力学
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绳索断裂对二维二次太阳翼展开过程影响分析 被引量:1
20
作者 董富祥 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期76-82,共7页
为识别二维二次太阳翼关键环节和预示其在轨展开故障模式,开展不同位置绳索断裂失效对太阳翼展开的影响程度分析。采用考虑绳索断裂的绳索联动轮力学模型,建立了适应于不同联动轮半径的联动轮受力模型,提出角度触发约束消除方法,解决了... 为识别二维二次太阳翼关键环节和预示其在轨展开故障模式,开展不同位置绳索断裂失效对太阳翼展开的影响程度分析。采用考虑绳索断裂的绳索联动轮力学模型,建立了适应于不同联动轮半径的联动轮受力模型,提出角度触发约束消除方法,解决了太阳翼第2次展开过程连续仿真问题,建立了太阳翼第2次展开动力学方程,分析了不同位置绳索断裂失效对太阳翼各板展开角度、展开构型和其他绳索张力的影响。分析表明,越靠近星体的绳索联动机构失效对太阳翼展开过程的影响越大,其中连接架上绳索联动机构失效可直接导致二维二次太阳翼在轨展开失败。 展开更多
关键词 绳索断裂 二维二次可展太阳翼 展开过程 影响分析 角度触发约束消除方法
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