[发明专利]一种卫星主结构的电路集总单元模型建立方法

权利要求书

1.一种卫星主结构的电路集总单元模型建立方法，其特征在于：首先分析所需处理的卫星的主结构，将主结构依据其材料特性分成金属节点部分与非金属特种材料部分，对于金属节点部分，考虑各个节点之间的电容耦合关系，计算出此类节点之间的电容矩阵；对于非金属特种材料部分，考虑其与金属节点的接触面，将其划分为电流流入与电流流出两类面源，并计算出包含自阻、互阻、自感与互感的电阻电感矩阵；结合所述电容矩阵对应的电路模型与电阻电感矩阵对应的电路模型，得到与卫星主结构对应的电路集总单元模型。

2.根据权利要求1所述的卫星主结构的电路集总单元模型建立方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1：根据卫星主结构的实物结构，将其各个部分按照其材料特性分为金属节点部分与非金属特种材料部分，从而进行后续电容矩阵与电阻电感矩阵的计算；

步骤2：对于主结构中金属节点部分，使用有限元与边界元结合的方法来求解其电容矩阵：首先对金属节点部分进行网格划分，并对任意一个独立金属节点部分施加单位电压激励，其余部分电压设置为零；其次使用快速多极子法计算各个独立金属部分表面的电荷分布，计算电荷分布时考虑边界条件的限制；然后根据各个独立金属部分表面的电荷来计算被施加电压的金属部分与其余金属部分的电容值，并对其余导体采用同样的处理方法，最终形成电容矩阵；

步骤3：对于主结构中非金属特种材料部分，应用有限元法与矩量法，求解该部分的电阻电感矩阵：首先对各个非金属特种材料部分进行网格划分；其次考虑各个复合材料与各金属部分之间的接触部分，将其预设为可能的电流流入面与电流流出面；然后在所有预先设定的电流流入面中，选择任意一个电流流入面施加单位电流，同时其余电流流入面设为开路，并结合材料导电特性利用有限元电磁分析法求解各个部分的体电流密度；然后计算各个流入面与流出面上电压值，并结合各个部分体电流密度提取相应的自阻与互阻数值；此外，根据电流分布求解相应的磁场强度分布与所储存能量，求解积分方程计算对应的自感与互感值；对其余的电流流入面与电流流出面采用同样的处理方法，最终得到各个路径之间的电阻电感矩阵；

步骤4：考虑可能出现的高频成分，对电阻电感矩阵进行修正，并将电阻电感矩阵与电容矩阵所对应的电路模型组合，生成供电路分析软件调用的卫星主结构集总单元电路模型。