[发明专利]一种转动部件对挠性动力学影响的仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及结构动力学和动力学，更具体地说，涉及一种转动部件对挠性动力学影响的仿真方法。

背景技术

随着现代技术的发展，对卫星的指向精度和稳定度，以及长寿命和高可靠性等要求日渐提高，卫星中的转动部件与结构挠性附件耦合振动对动力学的影响越来越引起人们的关注，挠性动力学建模与分析成为航天领域研究的一个重要课题。

在飞行与控制过程中，扰动力(力矩)和控制力(力矩)不仅会引起位置与姿态的改变，而且会激起转动部件中的挠性附件的弹性振动，挠性附件的弹性振动进而又影响到卫星的控制精度和载荷成像稳定性。特别是当转动部件产生的周期性力矩与挠性附件振动频率耦合时，容易引发挠性附件共振，严重影响卫星的正常工作，耦合振动严重时甚至还会引起挠性附件疲劳损伤。因此，在动力学分析与控制设计中，必须分析并仿真转动部件运动干扰能否与附件结构挠性发生耦合，以及对动力学的影响程度。但在现有技术中还不存在这样的方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术对转动部件及其挠性附件发生耦合时缺乏分析的缺陷，从而提供一种准确、快速的仿真方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种转动部件对挠性动力学影响的仿真方法，包括：

步骤1)、对大型转动部件的特性进行分析，建立所述大型转动部件的动力学模型；

步骤2)、对转动部件所带的挠性附件进行结构动力学分析，经过模态截断后生成线性化的模态坐标下描述的振动模型，结合刚体动力学模型建立带有挠性附件的多体动力学模型；

步骤3)、在步骤1)和步骤2)所建立的模型的基础上建立挠性卫星姿态动力学与控制系统模型，利用该模型进行仿真。

上述技术方案中，在所述的步骤1)中，所述大型转动部件的动力学模型为所述转动部件的动不平衡量、静不平衡量对整星质心的干扰力F和力矩T；

F=ωr2BjcosβjBjsinβj0,]]>T=ωr2Bdsinβd-zaBjcosβjBdcosβd+zaBjsinβjxaBjcosβj-yaBjsinβj]]>