【摘要】：空間折展結(jié)構(gòu)是隨著航天技術(shù)革新而出現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu),具有高剛度、高收納率、高幾何穩(wěn)定性等特點,是航天領域的研究熱點。構(gòu)架式天線是空間折展機構(gòu)的應用領域之一,本文對四面體構(gòu)架式天線參數(shù)化建模、運動學、模態(tài)等進行了分析,主要研究內(nèi)容如下:通過對天線反射面進行三角形網(wǎng)格劃分,得到了反射面節(jié)點坐標,在此基礎上根據(jù)反射面節(jié)點與背面節(jié)點的連接關(guān)系求出支撐面點坐標。以四面體單元為循環(huán)基礎,求出每個單元中同步桿與腹桿軸線位置與方向,將計算數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)文檔中,利用三維軟件接口讀取數(shù)據(jù),采用參數(shù)化建模方法,建立了天線整體模型。根據(jù)機構(gòu)的幾何關(guān)系,采用齊次坐標變換方法分析了3RR-3RRR和3RU-3URU基本單元、組合單元花盤節(jié)點的運動學。在3RU-3URU理論模型中添加花盤尺寸,分析了花盤尺寸與花盤節(jié)點運動學的關(guān)系�；诮M合單元間的運動關(guān)聯(lián)性,分析了3RU-3URU兩圈組合單元花盤節(jié)點的運動學。采用多體動力學仿真軟件ADAMS建立了3RU-3URU兩圈組合單元的仿真模型,對運動學理論分析結(jié)果進行了驗證。根據(jù)四面體構(gòu)架式可展天線的結(jié)構(gòu)對稱性,歸納總結(jié)了多圈組合單元節(jié)點的位置關(guān)系。結(jié)合有限元仿真和實驗分析方法,研究了3RU-3URU組合可展單元的模態(tài)振動特性。建立不同復雜級別的模型,得到了有限元仿真結(jié)果。搭建實驗平臺,利用唯一變量法,分析了影響模態(tài)實驗結(jié)果的因素。通過進一步改善實驗條件,得到了更理想的實驗結(jié)果。本文聯(lián)立MATLAB和SOLIDWORKS軟件提出了一種四面體構(gòu)架式天線的參數(shù)化建模方法,提高了此類可展天線的建模效率。分析了四面體構(gòu)架式天線展開/收攏過程中花盤節(jié)點的運動特性,并研究了四面體構(gòu)架式天線的模態(tài)特性,為此類構(gòu)架式可展天線的動力學分析與主動驅(qū)動控制提供了理論指導作用。
【圖文】：

圖 1-2 上海交通大學研制的 1m天線模型式天線為網(wǎng)狀天線一大分支，結(jié)構(gòu)中肋對天線精度影響較大[8]；環(huán)形是航天領域應用較多的一種天線，，如圖 1-3 所示，整體結(jié)構(gòu)由周遭一間金屬反射網(wǎng)組成，雖然金屬網(wǎng)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可能導致反射頻率不連率仍然可達到 40GHz。圖 1-3 環(huán)形構(gòu)架式天線羅斯航天局研究構(gòu)架式天線最早，其研究機構(gòu)成功地應用到“聯(lián)盟號號”空間站上[10]，如圖 1-4 所示，2006 年 12 月日本的 ETS-VIII 工具有歷史意義，如圖 1-5 所示，該衛(wèi)星有兩個面積為 19m*17m 的構(gòu)架

第 1 章 緒 論圖 1-2 上海交通大學研制的 1m天線模型肋式天線為網(wǎng)狀天線一大分支，結(jié)構(gòu)中肋對天線精度影響較大[8]；環(huán)形桁架式天線目前是航天領域應用較多的一種天線，如圖 1-3 所示，整體結(jié)構(gòu)由周遭一圈環(huán)形支架與中間金屬反射網(wǎng)組成，雖然金屬網(wǎng)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可能導致反射頻率不連續(xù)[9]，但其在頻率仍然可達到 40GHz。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V443.4

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本文編號：2619729