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题目:太阳帆板驱动机构的联合仿真方法研究

关键词:太阳帆板驱动机构;有限元建模;电机干扰;机电联合仿真;数字化集成方法

  摘要


目前世界上大部分航天器在轨工作使用的能量都是由太阳能帆板提供,太阳帆板驱动机构则是用来驱动太阳帆板的机构。然而太阳帆板驱动机构工作时会产生扰动,与帆板由于自身挠性引起的振动相耦合,对航天器姿态控制产生不利的影响。因此准确分析太阳帆板驱动机构的性能,研究驱动机构的扰动规律,有利于在设计阶段避免机构的振动的不利影响,提高驱动机构的稳定度,实现高精度的航天器姿态控制。

本文基于有限元建模理论,研究建立太阳帆板结构的有限元模型方法,并结合试验数据研究模型修正的方法,提高了有限元建模的准确性。并根据太阳帆板的结构特点,研究机构的柔性体建模理论和方法。

通过研究步进电机和细分驱动电路的工作原理,建立了步进电机的数学模型和仿真模型,对仿真模型的正确性和准确性进行了分析与验证。

研究并总结了机电联合仿真方法,建立了太阳帆板驱动机构的机电联合仿真模型,并进行了仿真分析,研究了电机输出力矩、帆板速度稳定度的规律,并研究总结了不同转速工况对性能的影响。

在研究了动力学仿真参数化、仿真流程集成和仿真数据管理等方法的基础上,提出了太阳帆板驱动机构性能仿真、分析的集成方法,开发了太阳帆板驱动机构联合仿真平台,有效地提高了设计分析工作的效率和质量。