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星载刚性可展开抛物面的设计与展开分析
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作者 潘亮来 黄河 《空间结构》 CSCD 北大核心 2018年第2期67-71,共5页
适用于小卫星的刚性可展开结构的反射面有助于开拓小卫星的应用范围,而国内外以往的反射面天线主要搭载在大卫星上,口径、节点以及驱动方式都不适用于小卫星.针对小卫星工作的需求,设计了口径1.2m的刚性抛物面可展开结构,采用扭簧驱动方... 适用于小卫星的刚性可展开结构的反射面有助于开拓小卫星的应用范围,而国内外以往的反射面天线主要搭载在大卫星上,口径、节点以及驱动方式都不适用于小卫星.针对小卫星工作的需求,设计了口径1.2m的刚性抛物面可展开结构,采用扭簧驱动方式,并制作了等尺寸的原理样机.建立了力学模型,利用ADAMS比较了考虑重力和不考虑重力两种情况的仿真模拟,解释了模拟结果之间的差异,表明了仿真的合理性.进行了原理样机的可展开证明试验,并和相同条件即考虑重力影响下ADAMS仿真模拟进行展开的对比,从而验证了模拟的正确性,也证明了该方案的可行性. 展开更多
关键词 刚性反射面 可展开抛物反射面 模型设计 ADAMS仿真
单层构架式可展结构平面度分析与测试 预览
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作者 吴明儿 张振昌 《载人航天》 CSCD 2017年第4期529-535,共7页
对某弹性元件驱动的单层构架式可展结构的平面度评价指标进行了定义。根据可展结构基本组成单元中构件的相互几何关系,结合MonteCarlo法及多元线性回归方法,分析了构件的尺寸和加工误差对可展结构平面度的影响,利用非接触测量方法测... 对某弹性元件驱动的单层构架式可展结构的平面度评价指标进行了定义。根据可展结构基本组成单元中构件的相互几何关系,结合MonteCarlo法及多元线性回归方法,分析了构件的尺寸和加工误差对可展结构平面度的影响,利用非接触测量方法测试了可展结构模型的平面度。参考平面度分析结果,在可展结构模型I的基础上减小接头开孔圆心至侧板边缘尺寸并制作模型II。经测试,模型II的平面度得到改善且满足设计要求,验证了平面度改善方法的可行性。 展开更多
关键词 可展结构 平面度 非接触测量 误差分析
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星载预应力可展开结构收拢状态的确定、分析与试验 预览 被引量:1
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作者 曹长明 +1 位作者 徐彦 黄河 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期129-135,共7页
针对星载预应力可展开结构收拢状态缺乏明确的判定标准,且需满足运载火箭主动飞行段力学环境要求的难点,提出了整星“稳定”收拢状态的确定标准,并对其“稳定”收拢状态下结构的强度、刚度进行有限元分析和相关试验验证,为后续预应... 针对星载预应力可展开结构收拢状态缺乏明确的判定标准,且需满足运载火箭主动飞行段力学环境要求的难点,提出了整星“稳定”收拢状态的确定标准,并对其“稳定”收拢状态下结构的强度、刚度进行有限元分析和相关试验验证,为后续预应力可展开结构收拢状态的研究提供了借鉴。基于星载预应力可展开结构,通过试验研究了捆绳预紧力与收拢状态结构基频及平均熔断时间的关系并确定了捆绳预紧力;利用 ANSYS 对整星“稳定”收拢状态进行了有限元建模及强度、模态分析;通过振动台试验和锤击法测基频试验对比验证了有限元分析结果的合理性。 展开更多
关键词 预应力可展开机构 收拢状态 力学分析 基频模态 振动台试验 锤击法
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双环可展桁架结构模型柔性张力索网设计与分析 预览 被引量:1
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作者 吴明儿 张天昊 +1 位作者 徐遗威 《载人航天》 CSCD 2016年第1期99-103,共5页
由于采用双环可展桁架结构可以有效改善结构刚度,实现更大的天线口径,故在已有双环可展桁架结构基础上,基于柔性张力索网成型原理设计可展天线反射面柔性张力索网,利用有限元数值分析方法对两种索网进行找形分析。制作2m口径双环可... 由于采用双环可展桁架结构可以有效改善结构刚度,实现更大的天线口径,故在已有双环可展桁架结构基础上,基于柔性张力索网成型原理设计可展天线反射面柔性张力索网,利用有限元数值分析方法对两种索网进行找形分析。制作2m口径双环可展桁架结构模型。在双环可展桁架结构模型上安装柔性张力索网,通过对拉索施加预应力将索网张拉成型。运用非接触测量系统对成形后索网节点坐标进行测量,将测量所得结果与数值分析所得结果进行比较分析,考察了柔性张力索网的型面精度。结果表明该张力索网可实现张紧成型,索网节点坐标测试值与设计值较为吻合.可为此类可展天线的设计提供参考。 展开更多
关键词 可展结构 双环可展桁架 找形分析 柔性张力索网 非接触摄影测量
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新型热刀式锁紧释放装置设计与试验 预览 被引量:1
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作者 曹长明 +1 位作者 黄河 朱术华 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2350-2356,共7页
为确保小型航天器预应力可展开结构的锁紧释放可靠,设计一种新型的热刀式锁紧释放装置.介绍装置的基本原理及构造,改进热刀电热元件的设计,对热刀装置进行热仿真分析与电热性能测试.通过锁紧捆绳的参数对比与试验,选择Dyneema绳并说明... 为确保小型航天器预应力可展开结构的锁紧释放可靠,设计一种新型的热刀式锁紧释放装置.介绍装置的基本原理及构造,改进热刀电热元件的设计,对热刀装置进行热仿真分析与电热性能测试.通过锁紧捆绳的参数对比与试验,选择Dyneema绳并说明捆绳蠕变控制方案.设计试验研究捆绳预紧力与收拢锁定状态结构基频及平均熔断时间的关系并确定捆绳预紧力的准确值,提出标准化的预紧力施加装置及施加方案.在各种工况下进行解锁功能试验,均可顺利解锁可展开结构,验证装置的可行性. 展开更多
关键词 热刀 锁紧释放装置 可展开结构 热仿真 预紧力 解锁功能
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小型星载平台可展开结构的平面度测量 预览 被引量:3
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作者 朱术华 《低温建筑技术》 2015年第6期37-40,共4页
随着小卫星应用与需求的拓展,对星载平台承载有效载荷的要求也越来越高。针对具体的一种高收纳比要求的小卫星星载平台,介绍了一种以正三角形扭簧铰链-杆件为基本展开单元的六边形平面可展开结构。首先基于几何约束分析了其展开机理;接... 随着小卫星应用与需求的拓展,对星载平台承载有效载荷的要求也越来越高。针对具体的一种高收纳比要求的小卫星星载平台,介绍了一种以正三角形扭簧铰链-杆件为基本展开单元的六边形平面可展开结构。首先基于几何约束分析了其展开机理;接着推导了以杆件与参考平面的倾斜角为表征量的平面度计算公式并利用无接触摄影测量系统进行了平面度测量;然后分析了三种不同的重力消除方法对平面度测量的影响,对比了各自的优缺点。结果表明可展开结构平台稳定可行,平面度测量计算方法和重力消除方法有效可靠。 展开更多
关键词 小卫星平台 可展开结构 平面度测量 重力消除
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小型星载预应力可展开结构的可靠性研究 预览 被引量:1
7
作者 曹长明 《低温建筑技术》 2015年第11期34-37,共4页
随着新式小型星载预应力可展开结构的发展,其在进入太空后,能否顺利可靠的展开并保持其工作状态,是卫星发射任务能否成功的关键因素。为了确保可展开结构能在太空中顺利展开,研究其可靠性具有十分必要且重要的实际意义。针对文中具体涉... 随着新式小型星载预应力可展开结构的发展,其在进入太空后,能否顺利可靠的展开并保持其工作状态,是卫星发射任务能否成功的关键因素。为了确保可展开结构能在太空中顺利展开,研究其可靠性具有十分必要且重要的实际意义。针对文中具体涉及的一种新式小型星载预应力可展开结构,对其进行了可靠性预计,并分别从系统层面,经典的故障树法理论,以及通过ADAMS的展开仿真对其进行了相关可靠性分析。结果表明,该可展开结构的设计合理,可靠性高,满足航天的要求。 展开更多
关键词 星载预应力可展开结构 可靠性 故障树 ADAMS仿真
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空间薄膜结构展开分析模型研究综述 预览 被引量:1
8
作者 肖潇 《南华大学学报:自然科学版》 2015年第3期103-110,共8页
随着空间薄膜结构的快速发展,如何有效地实现空间薄膜结构的展开变得越来越重要,已成为航天工程所关注的关键技术问题之一.空间薄膜结构如果不能可靠展开,将会直接影响到与之相连的航天器的表面精度、信号发射等工作性能,对于航天... 随着空间薄膜结构的快速发展,如何有效地实现空间薄膜结构的展开变得越来越重要,已成为航天工程所关注的关键技术问题之一.空间薄膜结构如果不能可靠展开,将会直接影响到与之相连的航天器的表面精度、信号发射等工作性能,对于航天器是否能完成预定的航天任务具有非常重要的意义.本文通过对国际上目前采用的常见空间薄膜结构的展开分析理论和实验模型进行综述,特别是对流-固耦合模型、弹簧一质点模型、控制体积模型和能量-动量模型等几种主要分析模型从理论依据、实践应用以及优缺点等方面进行了比较分析,提出了相应的修正建议,为进一步进行空间薄膜结构的展开分析具有重要的理论指导和实践借鉴意义. 展开更多
关键词 空间薄膜结构 展开分析 模型 研究进展
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充气球天线材料性能试验与反射面型面分析 预览
9
作者 黄河 +1 位作者 唐渝思 徐彦 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期776-781,共6页
针对充气球天线作为一种用于应急通讯的天线系统应具有良好的便携和多次收纳的功能需求,即反射面材料具有良好的抗皱性能,而材料性能直接影响反射面型面精度这一问题,选用一种镀银锦纶机织物附膜作为反射面材料,进行单轴、双轴拉伸试验... 针对充气球天线作为一种用于应急通讯的天线系统应具有良好的便携和多次收纳的功能需求,即反射面材料具有良好的抗皱性能,而材料性能直接影响反射面型面精度这一问题,选用一种镀银锦纶机织物附膜作为反射面材料,进行单轴、双轴拉伸试验以及接缝黏结强度拉伸试验.阐述迭代逼近式型面分析数值计算方法,考虑根据材料性能试验得到的材料正交各向异性,通过自编程序求解反射面"无应力状态"初始型面.利用通用软件加载计算"工作状态"型面精度.结果表明,材料力学性能符合应用要求,分析方法正确可行. 展开更多
关键词 充气球天线 双轴拉伸试验 正交各向异性材料 型面分析
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基于CV法的空间薄膜充气管的展开速度分析 被引量:2
10
作者 肖潇 陶干强 +1 位作者 陈振 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期721-726,830共7页
为了有效控制充气薄膜结构模拟过程中的展开速度,本文首先从CV法(控制体积法)的基本理论入手,通过改变材料和结构的相关参数,对模型的设置进行了改进,以研究影响充气结构展开速度的因素;其次将两种不同充气速率对充气管展开速度影响的... 为了有效控制充气薄膜结构模拟过程中的展开速度,本文首先从CV法(控制体积法)的基本理论入手,通过改变材料和结构的相关参数,对模型的设置进行了改进,以研究影响充气结构展开速度的因素;其次将两种不同充气速率对充气管展开速度影响的模拟结果与实验结果进行了对比,发现数值结果与实验结果趋势基本相同,从而验证了CV法的可行性;最后研究了材料参数、充气温度、排气面积等参数对充气管展开速度的影响。研究发现:充气速率越大,充气管的展开速度越大;材料的弹性模量影响较小;质量密度越大、温度越低、排气孔的面积越大,则充气管的展开速度越低。因此,从充气结构的材料本身和结构模型考虑,选用高密度材料、采用较低的充气温度、加大气囊的排气面积均能有效降低充气结构的展开速度,从而为充气结构的设计和应用提供参考。 展开更多
关键词 CV(控制体积)法 空间薄膜结构 充气管 展开
充气球天线的设计与加工工艺 预览 被引量:1
11
作者 黄河 冯尚森 《华南理工大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期96-101,共6页
充气球天线的设计、分析、加工制造等已成为国内外研究的热点,其中量产要求与工艺研究需求尤为突出.文中从设计与加工的角度出发,提出了一种充气天线反射面初始型面分析计算方法和裁片计算分析方法,给出了反射面粘贴模具、球面粘贴靠模... 充气球天线的设计、分析、加工制造等已成为国内外研究的热点,其中量产要求与工艺研究需求尤为突出.文中从设计与加工的角度出发,提出了一种充气天线反射面初始型面分析计算方法和裁片计算分析方法,给出了反射面粘贴模具、球面粘贴靠模、裁剪线布置方案和裁剪模具的设计方法,并介绍了充气球天线的加工工艺和流程.性能测试结果表明,文中所述工艺和流程切实可行,有效可靠. 展开更多
关键词 充气结构 天线反射面 设计 加工 工艺流程
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配高强纵筋的混凝土墩柱的地震损伤模型 预览
12
作者 肖潇 李朝晖 +2 位作者 刘胜波 胥奇 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期692-698,共7页
本文在引入表征高强钢筋数量的预应力度的基础上考虑最大变形和累积能量耗损的非线性组合,提出了适应于配有高强纵筋的混凝土墩柱的地震损伤模型。为验证该模型的正确性,采用有限元软件ANSYS模拟了配有不同数量的高强纵筋混凝土墩柱的... 本文在引入表征高强钢筋数量的预应力度的基础上考虑最大变形和累积能量耗损的非线性组合,提出了适应于配有高强纵筋的混凝土墩柱的地震损伤模型。为验证该模型的正确性,采用有限元软件ANSYS模拟了配有不同数量的高强纵筋混凝土墩柱的滞回曲线、裂缝发展过程以及破坏情况,通过与Hindi和Sexsmith建议的混凝土墩柱的破坏等级相对照,验证了所提模型的正确性。通过将所提的损伤模型与现有的几种典型的混凝土墩柱的损伤模型作比较分析表明,所提的地震损伤模型比其它的地震损伤模型更能准确地表达配有高强纵筋的混凝土墩柱的损伤特征,与实际更相符合。 展开更多
关键词 高强纵筋 混凝土墩柱 改进的地震损伤模型 损伤指数 ANSYS
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充气式月球基地防护结构技术综述 预览 被引量:1
13
作者 徐彦 郑耀 《载人航天》 CSCD 2014年第4期359-366,共8页
综述了充气式月球基地防护结构技术,包括总体设计要求和关键设计要点、柔性热防护结构的服役环境、功能需求、设计方法、材料选用等。并从结构冲击定位和强度分析、破坏响应分析、系统组成分析和自修复材料等方面,指出了对结构进行健... 综述了充气式月球基地防护结构技术,包括总体设计要求和关键设计要点、柔性热防护结构的服役环境、功能需求、设计方法、材料选用等。并从结构冲击定位和强度分析、破坏响应分析、系统组成分析和自修复材料等方面,指出了对结构进行健康监测的必要性。介绍了现有的地面测试技术,包括热防护材料性能测试、展开动力学性能测试和太空环境模拟技术等,最后对防护结构技术的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 充气式月球基地 防护结构 结构健康监测技术 地面测试技术
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Shape-sizing nested optimization of deployable structures using SQP 预览
14
作者 戴璐 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2014年第7期2915-2920,共6页
正式结构的优化的潜在的角色为在这个工作设计可合拢、可部署的结构被调查。缩放形状的嵌套的优化是一个挑战性的设计问题。形状,由长度和元素的相对角度代表了,对完成光滑的推广到需要的跨度批评,当每个元素的节侧面必须在各部署满... 正式结构的优化的潜在的角色为在这个工作设计可合拢、可部署的结构被调查。缩放形状的嵌套的优化是一个挑战性的设计问题。形状,由长度和元素的相对角度代表了,对完成光滑的推广到需要的跨度批评,当每个元素的节侧面必须在各部署满足结构的动态表演时,说。处于起始的状态的可部署的结构的动态特征,最后的状态并且另外中间的部署状态都对结构的动态表演关键。形状被节的坐标代表,生气的节的侧面被直径和厚度代表。SQP (顺序的二次的编程) 方法被用来探索设计空格并且识别满足运动学、结构的动态限制的最小的集体解决方案。优化模型和方法论在可部署的缩放仪的案例研究上被测试。这策略能容易被扩大设计大量可部署的结构,包括可部署的天线结构,可合拢的太阳的风帆,可扩充的桥和可收回的体育馆房顶。 展开更多
关键词 结构优化 SQP 部署 形状 嵌套 结构动态特性 初始状态 设计问题
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基于改进粒子群算法的天线索网预应力优化 预览 被引量:1
15
作者 夏美梦 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期480-487,共8页
为了解决天线反射面索网张拉时预应力求解问题,利用索网结构空间几何特性对其进行简化处理,从整体中提取部分索段并加设相应的边界条件.在平衡矩阵法的基础上,采用与禁忌搜索法相结合的混合粒子群算法,将简化后结构由形找力的问题转化... 为了解决天线反射面索网张拉时预应力求解问题,利用索网结构空间几何特性对其进行简化处理,从整体中提取部分索段并加设相应的边界条件.在平衡矩阵法的基础上,采用与禁忌搜索法相结合的混合粒子群算法,将简化后结构由形找力的问题转化为数学上的约束优化问题,同时改进粒子群进化算法来解这一优化问题.采用该算法对三向网格形式的天线抛物面索网结构进行了预应力的优化确定,并将优化的预应力值作为初始力导入索网结构有限元模型中进行非线性有限元分析,索网结构的节点位移量和相应的物理模型型面测量的精度均方根为0.219mm,验证了算法是可行和正确的. 展开更多
关键词 预应力优化 简化结构 粒子群算法 约束处理
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基于折痕特性的柔性结构展开过程分析 预览
16
作者 谢雅琪 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期482-488,共7页
研究展开过程中的折痕特性,并在弹簧质点系统基础上,提出一种基于折痕展开特性的简化分析模型,将平行折叠的柔性结构转化为折痕上的质点及连接的弹簧.分析了折痕刚度对展开的影响,给出完全展开的判定准则及通用拓扑关系,并推导了... 研究展开过程中的折痕特性,并在弹簧质点系统基础上,提出一种基于折痕展开特性的简化分析模型,将平行折叠的柔性结构转化为折痕上的质点及连接的弹簧.分析了折痕刚度对展开的影响,给出完全展开的判定准则及通用拓扑关系,并推导了理想展开时点的运动轨迹.应用本模型对正四边形柔性结构在边框张拉受力下进行展开分析,利用自编程序通过特定功能模块实现非理想展开过程仿真.仿真展开过程与理论轨迹基本相符,验证了分析模型的合理性.并对展开过程中的受力、变形进行分析,探讨了折痕刚度对模型展开的影响.拓展了弹簧质点系统的应用范围,为柔性结构的分析、建模及仿真给出建议. 展开更多
关键词 两阶段展开 柔性结构 弹簧质点系统 折痕特性 折痕-质点模型 展开过程仿真
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一种新型可展开空靶的初步设计与动力学分析 预览
17
作者 甄胜涛 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期398-403,共6页
为了满足防卒武器性能鉴定与部队防空作战训练的需要,基于可展开结构的概念设计了一种新型的伞形可展开夸中靶标.采用概念设计的方法提出了结构方案,该空靶由套筒和撑杆实现轴向、径向两个方向展开.由弹簧驱动,供靶前呈收拢状态,... 为了满足防卒武器性能鉴定与部队防空作战训练的需要,基于可展开结构的概念设计了一种新型的伞形可展开夸中靶标.采用概念设计的方法提出了结构方案,该空靶由套筒和撑杆实现轴向、径向两个方向展开.由弹簧驱动,供靶前呈收拢状态,空中释放后自动解锁,展开至设计位置锁定成形供靶.展开过程仿真验证了方案的可行性;对结构展开状态进行了有限元自由模态分析,提取了结构的前7阶频率;制作了缩比模型并进行了空中自动展开实验.结果表明:该结构展开迅速可靠,展开时间为2.8s,实现了自动解锁和1次解锁、联动展开功能.模型制作也为进一步的定型研制积累了经验. 展开更多
关键词 概念设计 空靶 展开结构 联动 自动解锁 自由模态 仿真
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新型陆基充气球天线力学分析与测试 预览 被引量:5
18
作者 钱利锋 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期 257-262,共6页
为了实现适用于应急通讯的天线系统,研究一种新型充气球天线结构.充气天线包括充气球,抛物反射面,固定索和馈源,通过调节上下球体气压差形成抛物反射面,天线系统能够在较短时间内展开成工作状态.通过自编程序设计一个1.35m口径的抛物面... 为了实现适用于应急通讯的天线系统,研究一种新型充气球天线结构.充气天线包括充气球,抛物反射面,固定索和馈源,通过调节上下球体气压差形成抛物反射面,天线系统能够在较短时间内展开成工作状态.通过自编程序设计一个1.35m口径的抛物面天线,并进行静、动力学分析,研制相应的原理样机,研究气压差对反射面变形的影响以及在气压差一定的情况下气压对结构动力性能的影响.基于PhotoModeler Pro.5测量软件对充气展开后的形面精度进行测试,实验证明能够达到理想的精度,采用非接触视频测量方法测量结构一阶振动频率,结果表明,理论与实验结果吻合的比较好,可以为充气天线的设计制作提供指导. 展开更多
关键词 球形充气天线 非线性分析 频率测试 非接触同步视频测量
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单双环可展天线桁架对比分析 预览 被引量:1
19
作者 戴璐 《南京理工大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期814-818,共5页
针对大口径和超大口径天线的刚度随其口径增大逐渐减弱的问题,该文设计了双环可展开天线桁架机构。分析了该机构的基本展开单元和机理,推导了可展开条件公式。在单环基础上,推导出双环可展桁架的约束方程;基于广义逆矩阵方法建立双环可... 针对大口径和超大口径天线的刚度随其口径增大逐渐减弱的问题,该文设计了双环可展开天线桁架机构。分析了该机构的基本展开单元和机理,推导了可展开条件公式。在单环基础上,推导出双环可展桁架的约束方程;基于广义逆矩阵方法建立双环可展桁架的运动学基本方程,并进行双环可展桁架的运动学仿真。将同口径下单环和双环可展开天线桁架进行动力学对比分析,发现双环可展桁架的刚度比同口径单环可展桁架明显增强。采用设计制作的2 m原理样机缩比模型验证了双环可展开天线桁架的可展开性,对2m模型进行的动力学测试验证了分析结果的正确性。 展开更多
关键词 可展桁架 双环 广义逆 运动学 动力学
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基于状态微分控制算法的空间结构主动振动控制分析
20
作者 高军虎 《空间结构》 CSCD 北大核心 2012年第3期21-27,共7页
对于主动振动控制器的设计,传统的控制算法以速度和位移作为系统的输入量,但速度和位移难以观测,给实际应用带来了较大的误差.本文在振动状态空间方程的基础上,对其进行矩阵运算,形成以加速度为系统输入的状态微分反馈控制方程.构造具... 对于主动振动控制器的设计,传统的控制算法以速度和位移作为系统的输入量,但速度和位移难以观测,给实际应用带来了较大的误差.本文在振动状态空间方程的基础上,对其进行矩阵运算,形成以加速度为系统输入的状态微分反馈控制方程.构造具有约束条件的目标函数,根据Lagrange乘子法和泛函极值运算确定了状态反馈矩阵和状态反馈估计值,从而构造了闭环的状态微分控制算法.根据此算法对一直径为1m的环形空间结构进行了振动控制仿真,利用时域内的模态参数识别方法,对控制效果进行了评价,并以三层剪切型框架结构为对象,对状态微分控制算法和传统的LQR算法进行了控制效果的对比分析.结果表明,利用状态微分控制算法在空间结构上的振动控制是可行的,且减振效果明显,同时优于传统的LQR控制算法. 展开更多
关键词 主动控制 LQR算法 模态控制 状态微分反馈
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