[发明专利]一种基于能量角度的可展开天线展开驱动力分析方法

摘要

本发明提供了一种基于能量角度的可展开天线展开驱动力分析方法，其主要步骤包括：首先给定天线桁架与索网的结构参数、材料参数以及索网的拓扑关系；然后设定描述天线展开过程的展开角的范围以及增量；再依次计算展开过程中的天线桁架的动能增量、重力势能增量以及索网的弹性势能增量与驱动电机的输入能量，最后计算天线展开驱动力。本发明利用索网对天线桁架的非线性作用力对天线做的功定量描述了索网结构对天线展开过程的影响程度，并针对天线展开过程中任意微小过程，从能量守恒的角度得到了考虑索网因素的可展开天线的展开驱动力。

主权项

一种基于能量角度的可展开天线展开驱动力分析方法，其特征是：包括如下步骤：步骤101：给定天线桁架与索网的结构参数、材料参数以及索网的拓扑关系；步骤102：设定描述天线展开过程的展开角θ∈[θmin,θmax]以及角位移增量；其中θmin为展开角θ的初始值，θmax为展开角θ的终止值；步骤103：令展开角等于初始值θmin；步骤104：计算天线桁架的动能增量关于展开角度θ的函数值ΔEk(θ)；步骤105：计算天线桁架的重力势能增量ΔEp_truss(θ)；ΔEp_truss(θ)=n2merectgS·z(θ)dθ---(1)]]>其中，n是桁架单元数，merect是天线桁架竖杆的质量，g是重力加速度，是天线桁架接头位移的z向分量对展开角的一阶导数；步骤106：计算索网的弹性势能增量ΔEp_net(θ)；ΔEp_net(θ)＝‑ΔW(θ)   (2)其中，ΔW(θ)是索网对天线桁架的作用力对天线桁架做的功；步骤107：计算驱动天线展开的驱动电机的输入能量ΔEin(θ)；ΔEin(θ)＝‑ΔWs(θ)   (3)其中，ΔWs(θ)是驱动索对驱动天线展开的电机做的功；步骤108：根据能量守恒原理计算天线展开驱动力Fmo(θ)；Fmo(θ)=L2+H2+2LHcos(θ)ΔEp_net(θ)+ΔEp_truss(θ)+ΔEk(θ)nLHsinθdθ---(4)]]>其中，L是天线桁架的高度，H是天线桁架横杆的长度；步骤109：判断展开过程是否结束，若θ≤θmin，则执行步骤110，若θ＞θmax，则展开过程结束；步骤110：进入展开过程的下一个状态执行步骤104。