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首颗脉冲星导航试验卫星及其观测结果 预览
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作者 帅平 刘群 +7 位作者 黄良伟 张新源 陈绍龙 薛力军 丁强强 邓楼楼 陈建武 胡慧君 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期281-287,共7页
2016年,中国成功发射全球首颗脉冲星导航专用试验卫星——X射线脉冲星导航1号(XPNAV-1)。该卫星是一颗重量为243kg的小卫星,其主要任务是测试X射线探测器性能,观测典型脉冲星和尝试验证脉冲星导航系统体制。目前,XPNAV-1卫星在轨运行状... 2016年,中国成功发射全球首颗脉冲星导航专用试验卫星——X射线脉冲星导航1号(XPNAV-1)。该卫星是一颗重量为243kg的小卫星,其主要任务是测试X射线探测器性能,观测典型脉冲星和尝试验证脉冲星导航系统体制。目前,XPNAV-1卫星在轨运行状态良好,已实施4颗典型X射线脉冲星和4颗X射线双星观测,以及相关科学试验。主要观测结果包括三个方面:首先,通过观测数据处理,获得X射线光子的流量、能谱分布、时间间隔、周期特征和脉冲轮廓等重要观测结果,并建立蟹状星云(Crab)脉冲星的计时模型,其计时精度达到55.14μs;其次,XPNAV-1卫星捕捉到Crab脉冲星于2017年11月发生的一次巨大周期跃变事件,并对其恢复过程进行了长达4个月的监测;最后,采用新提出的基于法平面几何约束的脉冲星自主导航算法得到轨道确定精度为38.4km。结果表明XPNAV-1卫星空间飞行试验达到预期目标,初步验证了脉冲星导航系统体制的可行性。 展开更多
关键词 X射线脉冲星 空间导航试验 任务设计 脉冲星观测 计时模型 周期跃变
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微小卫星三轴磁强计测量误差校正方法 预览
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作者 刘燎 孙华苗 +2 位作者 何波 薛力军 张迎春 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期89-95,共7页
微小卫星在轨进行磁阻尼和磁定姿时,要利用三轴磁强计测量磁场强度,由温度变化引起的测量误差大大降低了测量精度,因而要对测量误差进行校正.文章提出一种校正方法,通过分析三轴磁强计的测量误差建立误差校正模型,利用磁环境模拟器的磁... 微小卫星在轨进行磁阻尼和磁定姿时,要利用三轴磁强计测量磁场强度,由温度变化引起的测量误差大大降低了测量精度,因而要对测量误差进行校正.文章提出一种校正方法,通过分析三轴磁强计的测量误差建立误差校正模型,利用磁环境模拟器的磁场强度、温度及三轴磁强计的输出电压,对三轴磁强计进行温度建模,利用伪逆法求得三轴磁强计的标定系数,再利用标定系数和零位电压对温度进行线性拟合,可实现三轴磁强计测量的温度补偿.在温度可变的磁环境模拟器中采用校正方法对三轴磁强计进行测试,结果显示该校正方法具有很好的实用性. 展开更多
关键词 微小卫星 三轴磁强计 温度模型 标定系数 线性拟合
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倾斜轨道对地指向小卫星对日跟踪姿态控制算法 预览
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作者 刘燎 孙华苗 +1 位作者 李立涛 张迎春 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期35-40,共6页
固定安装太阳电池阵形式的对地指向小卫星,运行在倾斜轨道时太阳电池阵光照条件恶劣,限制了小卫星的应用。文章研究了对地指向小卫星姿态跟踪控制,提出了控制算法。首先,对太阳电池阵法线和太阳方向矢量进行分析,得到最优的偏航角、偏... 固定安装太阳电池阵形式的对地指向小卫星,运行在倾斜轨道时太阳电池阵光照条件恶劣,限制了小卫星的应用。文章研究了对地指向小卫星姿态跟踪控制,提出了控制算法。首先,对太阳电池阵法线和太阳方向矢量进行分析,得到最优的偏航角、偏航角速度和偏航角加速度。然后,基于卫星姿态动力学给出了3个互相垂直安装的反作用飞轮控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的渐近稳定性。以某小卫星为例,对控制算法进行验证,结果表明:文章提出的控制算法具有很好的实用性,控制律有效,能达到太阳电池阵跟踪太阳的效果。 展开更多
关键词 倾斜轨道小卫星 太阳电池阵 光照条件 姿态跟踪 控制稳定性
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高性价比商业微小卫星研制探索 预览 被引量:1
4
作者 胡戈锋 薛力军 《国际太空》 2018年第1期39-42,共4页
1商业航天市场态势分析 商业航天是按市场化机制开展的航天活动,在新兴技术持续突破、“太空+互联网”跨界融合、新兴航天企业蓬勃发展、商业资本涌入的促动下,全球即将进入新太空时代.
关键词 商业资本 小卫星研制 高性价比 市场化机制 航天活动 态势分析 跨界融合 航天企业
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商业微小卫星发展战略研究 预览 被引量:1
5
作者 张少康 何民 薛力军 《卫星应用》 2018年第5期52-57,共6页
一、概述 根据国际通用的按星体质量的分类方法,一般把质量为10~100kg之间的卫星定义为微小卫星.国内一般把500kg以下的卫星定义为微小卫星.如今微小卫星的发展引起了空间技术和应用的重大变革,低成本、高性价比已成为微小卫星发展的... 一、概述 根据国际通用的按星体质量的分类方法,一般把质量为10~100kg之间的卫星定义为微小卫星.国内一般把500kg以下的卫星定义为微小卫星.如今微小卫星的发展引起了空间技术和应用的重大变革,低成本、高性价比已成为微小卫星发展的核心竞争力,通过微小卫星星座组网或编队容易获得高的时间分辨率和观测覆盖性,缩短重访时间,达到甚至超越大型卫星的功能,以此开展多领域的商业化应用,是世界航天发展的趋势. 展开更多
关键词 商业化应用 微小卫星 时间分辨率 星体质量 核心竞争力 小卫星星座 分类方法 空间技术
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基于GPS测量数据的卫星在轨轨道预报算法研究 预览
6
作者 刘燎 孙华苗 +1 位作者 李立涛 张迎春 《上海航天》 CSCD 2017年第2期120-126,共7页
为提高微小卫星的在轨轨道预报能力,针对常用的低轨近圆卫星轨道,根据解析的轨道动力学模型, 基于无奇点变量的拟平均要素法,用 Kalman滤波技术給出了一种卫星解析星历参数在轨估计算法,用 G P S测量 信息对相关星历模型参数进行在轨估... 为提高微小卫星的在轨轨道预报能力,针对常用的低轨近圆卫星轨道,根据解析的轨道动力学模型, 基于无奇点变量的拟平均要素法,用 Kalman滤波技术給出了一种卫星解析星历参数在轨估计算法,用 G P S测量 信息对相关星历模型参数进行在轨估计.給出了算法流程.先由外部标志判断滤波器初始化状态,若需初始化, 则可基于GPS测量数据,或地面上注星历参数,或上次滤波所得星历参数进行;若初始化已完成,则对星历模型参 数进行Kalman滤波,得到更新的星历参数.給出了滤波算法中轨道预报、残差计算、量测计算和U D分解的计算 模型.仿真结果表明:对轨道高度450 km 以上的近地圆轨道, 7 d 内的预报精度优于20 km.算法具自启动(自初 始化)、收敛性佳、对测量数据的采样要求不严格等优点,实用性好. 展开更多
关键词 微小卫星 自主能力 低轨近圆卫星轨道 星历模型 轨道预报 GPS测量数据 拟平均要素 KALMAN滤波
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脉冲星导航试验卫星科学观测数据分析 预览 被引量:6
7
作者 帅平 张新源 +6 位作者 黄良伟 陈绍龙 邓楼楼 陈建武 石永强 薛立军 丁强强 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2017年第2期1-6,共6页
脉冲星导航试验卫星是我国发射的一颗专用试验卫星.经过4个多月的在轨观测,该卫星已成功获取了大量观测数据.介绍利用该卫星搭载的掠入射聚焦型X射线探测器在近4个月中对PSR B0531+21获得的观测数据第一批处理结果.本文详细阐述掠入射... 脉冲星导航试验卫星是我国发射的一颗专用试验卫星.经过4个多月的在轨观测,该卫星已成功获取了大量观测数据.介绍利用该卫星搭载的掠入射聚焦型X射线探测器在近4个月中对PSR B0531+21获得的观测数据第一批处理结果.本文详细阐述掠入射聚焦型X射线探测器的观测模式,给出脉冲星观测数据的处理方法以及脉冲星参数的拟合过程,利用基于第一手观测数据的脉冲星精化参数验证掠入射聚焦型探测器在轨工作性能,得以回答使用国产X射线探测器是否能够"看得见"脉冲星问题. 展开更多
关键词 脉冲星导航 飞行试验 数据分析 X射线探测器 轮廓折叠
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基于COTS的高性价比微小卫星研制管理模式研究 预览
8
作者 刘小彬 薛力军 苏燕 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期113-120,共8页
为实现微小卫星“新、快、好、省”的核心价值,通过开拓一号卫星和脉冲星试验卫星研制实践,对基于商用现货产品(COTS)的微小卫星研制管理模式开展了深入研究,建立COTS的微小卫星通用产品体系,探索实践“设计-制造”的卫星研制流程,形... 为实现微小卫星“新、快、好、省”的核心价值,通过开拓一号卫星和脉冲星试验卫星研制实践,对基于商用现货产品(COTS)的微小卫星研制管理模式开展了深入研究,建立COTS的微小卫星通用产品体系,探索实践“设计-制造”的卫星研制流程,形成一套COTS选用、筛选和应用的产品保证方法,确保卫星型号研制进度、质量、成本和风险可控,为加速推进微小卫星产业化发展探索实践了有效的管理途径。 展开更多
关键词 商用现货产品 产品体系 “设计-制造”流程 产品保证方法
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脉冲星导航试验卫星时间数据分析与脉冲轮廓恢复 预览 被引量:5
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作者 黄良伟 帅平 +15 位作者 张新源 陈绍龙 徐立宏 杨哲 邓楼楼 陈建武 石永强 薛力军 丁强强 吴耀军 贝晓敏 蒙静 林晴晴 陈强 张倩 张恒彬 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2017年第3期1-10,共10页
脉冲星导航试验卫星(X-ray Pulsar-based Navigation-1,XPNAV-1)是中国致力于脉冲星导航空间试验验证的首颗试验卫星,旨在研究X射线光子时间数据处理分析方法,通过实测数据恢复脉冲轮廓,以验证使用国产X射线探测器观测脉冲星的能力。... 脉冲星导航试验卫星(X-ray Pulsar-based Navigation-1,XPNAV-1)是中国致力于脉冲星导航空间试验验证的首颗试验卫星,旨在研究X射线光子时间数据处理分析方法,通过实测数据恢复脉冲轮廓,以验证使用国产X射线探测器观测脉冲星的能力。文章对XPNAV-1卫星科学试验任务作了介绍,给出了光子时间数据处理的步骤,建立了脉冲星X射线大尺度延时模型;针对XPNAV-1卫星实测蟹状星云(Crab)脉冲星数据,借助大尺度延时模型将光子到达时间改正到了惯性参考点,使用历元折叠方法获得了Crab脉冲星脉冲轮廓曲线,其特征的双峰结构表明国产探测器成功实测了Crab脉冲星观测。 展开更多
关键词 X射线脉冲星 脉冲星导航试验卫星 蟹状星云脉冲星 X射线探测器 脉冲轮廓 历元折叠
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基于行为的非合作目标多航天器编队轨迹规划 预览 被引量:1
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作者 王涛 许永生 +1 位作者 张迎春 谢成清 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2017年第1期19-25,共7页
目前航天器编队轨迹规划的研究并未综合考虑目标非合作性、构型复杂性及控制协同性等问题,针对非合作目标多航天器编队系统,提出了一种基于行为的相对运动轨迹规划方法。首先,基于聚集行为模型设计了期望运动场,将期望速度视为一系列具... 目前航天器编队轨迹规划的研究并未综合考虑目标非合作性、构型复杂性及控制协同性等问题,针对非合作目标多航天器编队系统,提出了一种基于行为的相对运动轨迹规划方法。首先,基于聚集行为模型设计了期望运动场,将期望速度视为一系列具有不同行为特性的速度矢量和,通过构造平衡态构型公式计算行为调节参数。其次,采用高斯型环境函数描述了非合作目标特性,并通过C-W方程对期望运动场进行了改进,使得该方法在多航天器编队系统与非合作目标形成期望构型的过程中,既能避免编队成员之间发生碰撞,又能保证与非合作目标之间的安全距离。仿真结果表明,该算法可以使多航天器编队系统在3 000s内运动至期望构型。该方法在复杂的、多个控制目标的编队飞行轨迹规划中优势明显,具有自主性、协同性、鲁棒性强等特点,同时可应用于不同类型的编队构型相对运动规划。 展开更多
关键词 行为策略 非合作目标 多航天器编队 碰撞规避 轨迹规划
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卫星姿态控制系统故障重构观测器设计 预览 被引量:7
11
作者 贾庆贤 张迎春 +1 位作者 陈雪芹 李化义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期442-450,共9页
对于卫星姿态控制系统,提出一种基于PD型学习观测器(Learning observer,LO)的系统故障重构方法。在P型LO的学习算法基础上引入测量输出估计误差的微分项,设计了一种PD型LO,估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,快速精确重构卫星执... 对于卫星姿态控制系统,提出一种基于PD型学习观测器(Learning observer,LO)的系统故障重构方法。在P型LO的学习算法基础上引入测量输出估计误差的微分项,设计了一种PD型LO,估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,快速精确重构卫星执行机构故障。给出了所提观测器的稳定性条件,并基于线性矩阵不等式技术提出一种系统化PD型LO设计方法。进一步,将所提PD型LO设计扩展用于卫星姿态敏感器故障的快速重构。最后,将所提方法应用于微小卫星推力器故障重构和陀螺故障重构,仿真结果校验了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 卫星姿态控制系统 故障重构 学习观测器 线性矩阵不等式
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GEO编队空间机器人系统交会方法 预览 被引量:1
12
作者 梁斌 高学海 +1 位作者 潘乐 徐文福 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期182-188,共7页
针对地球静止轨道(GEO)上被服务航天器的远距离和非合作特点,提出一种高自主、高协同、多任务的编队空间机器人在轨服务系统方案,实现对非合作目标的自主交会接近。首先,分析GEO卫星轨道约束力小的轨道特征和非合作的信息交互特征,给... 针对地球静止轨道(GEO)上被服务航天器的远距离和非合作特点,提出一种高自主、高协同、多任务的编队空间机器人在轨服务系统方案,实现对非合作目标的自主交会接近。首先,分析GEO卫星轨道约束力小的轨道特征和非合作的信息交互特征,给出由操作空间机器人和监视空间机器人组成的编队在轨服务系统,设计交会接近相对测量分系统以及在轨服务飞行任务;接着,给出典型远距离交会接近的多视线相对导航方法与多冲量相对制导律;最后,进行远距离交会任务仿真校验,结果表明编队空间机器人交会接近方法是有效的。 展开更多
关键词 编队 空间机器人 非合作目标 交会 地球静止轨道
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多GNSS掩星大气探测卫星星座设计 预览 被引量:1
13
作者 梁斌 王珏瑶 +1 位作者 李成 魏世隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期334-340,共7页
为减少无线电掩星(RO)大气探测星座的卫星数量并增加探测数据量,将北斗(BD)和GPS、Galileo、GLONASS共同作为探测信源,提出一种多全球导航卫星系统(GNSS)掩星大气探测星座概念和优化设计方法。融合先验大气模型和二维射线追踪算法... 为减少无线电掩星(RO)大气探测星座的卫星数量并增加探测数据量,将北斗(BD)和GPS、Galileo、GLONASS共同作为探测信源,提出一种多全球导航卫星系统(GNSS)掩星大气探测星座概念和优化设计方法。融合先验大气模型和二维射线追踪算法,建立兼容多GNSS信源的掩星事件前向模拟算法,实现掩星事件快速精确仿真;给出多GNSS掩星大气探测星座参数对探测性能的影响特性,降低了星座模型的复杂度;并利用改进的蚁群算法实现星座参数寻优。设计结果与COSMICII星座相比,卫星数量减少2颗,探测数据量增加了40%,探测均匀性提高了67%。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 无线电掩星 低轨卫星 卫星星座 蚁群算法
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基于微小卫星的光学合成孔径成像系统研究 预览 被引量:1
14
作者 李春 牟宗高 +2 位作者 周程灏 王治乐 张迎春 《空间电子技术》 2016年第2期26-30,共5页
光学遥感技术正朝着高空间分辨率方向发展,然而更高的空间分辨率必然要求空间成像系统口径越来越大,因此回避大口径系统加工难度同时提高天基探测系统分辨率成为亟待解决的问题。文章简要阐明了光学合成孔径等效成像的基本原理并归纳总... 光学遥感技术正朝着高空间分辨率方向发展,然而更高的空间分辨率必然要求空间成像系统口径越来越大,因此回避大口径系统加工难度同时提高天基探测系统分辨率成为亟待解决的问题。文章简要阐明了光学合成孔径等效成像的基本原理并归纳总结出了光学合成孔径技术的发展趋势,针对微小卫星光学合成孔径成像的误差类型及来源进行了分析,提出了微小卫星实现光学合成孔径技术的4种基本设想,其中基于微小卫星的空间交会对接位相阵列形式较为可行,并指出了后续在轨应用的研究方向。 展开更多
关键词 微小卫星 光学合成孔径 光学遥感
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美国SEI公司发布全球50kg以下微纳卫星市场预测报告 预览
15
作者 张召才 姜焱 《国际太空》 2016年第10期58-61,共4页
2016年,美国航天工厂企业股份有限公司(SEI)发布了《微纳卫星市场预测(2016)》报告,这是该公司自2008年以来连续发布的第9版《微纳卫星市场预测》报告。报告基于该公司"卫星发射需求数据库"(LDDB),对全球1~50kg质量范围的微纳... 2016年,美国航天工厂企业股份有限公司(SEI)发布了《微纳卫星市场预测(2016)》报告,这是该公司自2008年以来连续发布的第9版《微纳卫星市场预测》报告。报告基于该公司"卫星发射需求数据库"(LDDB),对全球1~50kg质量范围的微纳卫星市场发展情况进行了预测。笔者把《微纳卫星市场预测(2016)》报告的主要预测数据及观点整理成文,并做了简要分析。 展开更多
关键词 微纳卫星 SEI KG 市场预测报告 卫星发射 美国航天 预测数据 发射失败 质量范围 工厂企业
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“脉冲星试验卫星”顺利升空 预览 被引量:2
16
作者 薛力军 丁强强 +1 位作者 何民 郑靖 《国际太空》 2016年第11期13-19,共7页
由深圳东方红海特卫星有限公司抓总研制的"脉冲星试验卫星"与另外4颗卫星于2016年11月10日顺利升空,其中"脉冲星试验卫星"总质量243kg,搭载了微通道板(MCP)型脉冲星探测器和掠入射聚焦型脉冲星探测器。其主要任务是开展脉冲星的... 由深圳东方红海特卫星有限公司抓总研制的"脉冲星试验卫星"与另外4颗卫星于2016年11月10日顺利升空,其中"脉冲星试验卫星"总质量243kg,搭载了微通道板(MCP)型脉冲星探测器和掠入射聚焦型脉冲星探测器。其主要任务是开展脉冲星的空间观测以及脉冲星导航技术体制的试验验证。它是首颗开展脉冲星X射线在轨探测的卫星系统。 展开更多
关键词 试验卫星 脉冲星 升空 探测器 微通道板 试验验证 技术体制 空间观测
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铁氧体磁环并联结构磁导率研究与验证 预览
17
作者 陶盖 元泉 王群 《安全与电磁兼容》 2016年第1期51-53,共3页
采用等效阻抗和等效磁导率的方法对铁氧体磁环并联结构磁导率进行理论分析,最终得到并联结构磁导率的函数,并通过测量不同材料的铁氧体构成的并联结构的磁导率,验证了理论分析结果的有效性。
关键词 等效阻抗 等效磁导率 并联结构
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单折太阳翼支承点分布优化分析 预览
18
作者 李郑发 曹登庆 张迎春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第24期177-181,共5页
支承点的分布对折叠太阳翼动力学特性有显著影响。为了研究压紧点分布对折叠太阳翼固有频率的影响,以典型的单折点支承太阳翼为研究对象,根据能量守恒原理和Rayleigh-Ritz理论推导出点支承单折太阳翼的振动方程和频率方程。研究了四点... 支承点的分布对折叠太阳翼动力学特性有显著影响。为了研究压紧点分布对折叠太阳翼固有频率的影响,以典型的单折点支承太阳翼为研究对象,根据能量守恒原理和Rayleigh-Ritz理论推导出点支承单折太阳翼的振动方程和频率方程。研究了四点对称支承太阳翼结构系统的固有动力学特性,并以基频最大为优化目标对其支承点的分布进行优化分析。通过算例分析表明其理论计算结果与有限元分析结果具有较好的一致性。研究结果对太阳翼支承点分布的初步设计提供了理论分析依据。 展开更多
关键词 太阳翼 优化分析 Rayleigh-Ritz法 基频 点支承
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折叠太阳翼支承点分布优化分析 预览
19
作者 李郑发 曹登庆 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期661-666,共6页
为了研究支承点分布对折叠太阳翼固有频率的影响,以典型两折叠太阳翼结构为研究对象,根据能量守恒原理和Rayleigh—Ritz理论推导出两折叠太阳翼的振动方程和频率方程。对折叠太阳翼固有特性及支承点分布对其固有特性的影响进行深入分... 为了研究支承点分布对折叠太阳翼固有频率的影响,以典型两折叠太阳翼结构为研究对象,根据能量守恒原理和Rayleigh—Ritz理论推导出两折叠太阳翼的振动方程和频率方程。对折叠太阳翼固有特性及支承点分布对其固有特性的影响进行深入分析,并以基频最大为目标对其支承点的分布进行优化,获得最优支承位置。算例分析表明,在给定支承点分布情况下,理论计算结果与有限元分析结果具有较好的一致性。研究结果可为折叠太阳翼支承点分布的设计提供理论分析依据。 展开更多
关键词 太阳翼 优化分析 Rayleigh—Ritz法 基频 支承点
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四角点固定支承矩形板固有特性研究 预览
20
作者 李郑发 曹登庆 张迎春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期98-102,共5页
四角点固定支承矩形板横向振动固有特性的研究对其实际应用及故障诊断具有重要意义。基于能量守恒原理并结合固定支承点处的约束条件建立四角点固定支承矩形板横向振动的拉格朗日方程。采用幂级数多项式来描述其振型函数,根据Rayleigh-R... 四角点固定支承矩形板横向振动固有特性的研究对其实际应用及故障诊断具有重要意义。基于能量守恒原理并结合固定支承点处的约束条件建立四角点固定支承矩形板横向振动的拉格朗日方程。采用幂级数多项式来描述其振型函数,根据Rayleigh-Ritz理论推导出四角点固定支承矩形板的横向振动频率方程;由频率方程给出了不同长/宽比矩形板基频的理论计算结果,并应用该方法获得了四角点简支矩形板的频率方程。对典型算例的理论计算结果和有限元分析结果进行比较和分析,给出便于工程应用求解其基频的近似计算式;通过试验研究表明理论计算结果与有限元分析结果和试验结果具有较好的一致性。 展开更多
关键词 矩形板 点支承 基频 Rayleigh-Ritz方法 LAGRANGE乘子
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