[发明专利]一种绳系飞网系统碰撞力的计算方法

摘要

本发明涉及一种绳系飞网系统碰撞力的计算方法，建立空间绳系飞网系统弹簧‑质杆动力学模型；根据飞网与目标卫星的几何位置，进行碰撞检测；当碰撞发生时，计算法向接触力和计算摩擦力。有益效果：为空间绳系飞网系统的研究奠定了基础。可进行碰撞动力学分析，分析碰后飞网包裹目标的情况以及目标是否会逃离飞网。可进行飞网碰撞后收口控制，使得飞网快速收口，完成抓捕任务。

主权项

1.一种绳系飞网系统碰撞力的计算方法，其特征在于步骤如下：步骤1：建立空间绳系飞网系统弹簧‑质杆动力学模型其中，FGi表示重力，Fext表示其他外力之和，Ti表示相邻质点间的系绳拉力；所述其中，式中，k是飞网绳段的弹性系数，其中k＝EA/l，E是飞网绳段材料的杨氏模量；d是飞网绳段的阻尼系数，其中ξ是飞网绳段材料的阻尼比；r_i和分别是相邻质点间的相对位置和速度；是单位方向向量；步骤2：根据飞网与目标卫星的几何位置，进行碰撞检测以飞网质点视为半径为r，质心坐标为(xi,yi,zi)，速度为vi的球体，设目标为半径为rt，高为ht，质心坐标为(xt,yt,zt)的圆柱状目标；当飞网质点与目标间的距离d小于某个阈值ζ时，即视为碰撞发生；当飞网质点与目标不同面发生碰撞时，d和ζ计算公式和检测条件如下：步骤3：计算法向接触力当碰撞发生时：1、计算法向接触力其中，k_n是碰撞刚度系数，d_n是碰撞阻尼系数。为碰撞过程中法向单位向量，垂直于接触面；所述所述其中，E1，E2分别为飞网绳段材料和目标材料的杨氏模量；υ1，υ2分别为飞网绳段材料和目标材料的泊松比；2、形变和形变速率表格1和计算公式步骤4：当碰撞发生时，摩擦力计算为Ff,i＝μFn,i其中，μ是库仑摩擦力系数步骤5：空间绳系飞网系统碰撞力的计算为：Fc为：Fc＝Fn,i+Ff,i。