隨著人類對(duì)宇宙空間探索的不斷深入,空間繩系編隊(duì)系統(tǒng)作為一種新型的在軌航天器,以其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、觀測(cè)范圍廣、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)正受到越來越多的關(guān)注。繩系編隊(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性保持、動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、收放控制及相關(guān)的地面模擬實(shí)驗(yàn)都是當(dāng)前熱門的研究課題。如何保證繩系編隊(duì)系統(tǒng)的在軌穩(wěn)定性、如何對(duì)其進(jìn)行有效且可行的釋放/回收,都直接關(guān)系到系統(tǒng)能否真正地投入使用,而由于真實(shí)的在軌實(shí)驗(yàn)代價(jià)極高,如何在地面對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證則顯得尤為重要�；诶K系編隊(duì)系統(tǒng)廣闊的應(yīng)用前景,本文對(duì)一種自旋三體繩系編隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.建立三體繩系編隊(duì)系統(tǒng)在非慣性參考系下的動(dòng)力學(xué)方程,通過動(dòng)力學(xué)仿真研究三體繩系編隊(duì)系統(tǒng)保持穩(wěn)定自旋的臨界轉(zhuǎn)速,并利用Floquet理論對(duì)系統(tǒng)周期運(yùn)動(dòng)解的穩(wěn)定性進(jìn)行理論證明。同時(shí),研究J₂攝動(dòng)、熱效應(yīng)及大氣阻力等攝動(dòng)因素對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。2.研究三體自旋繩系編隊(duì)系統(tǒng)的釋放控制策略,分別對(duì)系統(tǒng)的自由釋放、勻速釋放及減速釋放過程進(jìn)行分析。其中自由釋放是利用系統(tǒng)自旋過程中產(chǎn)生的離心力將系繩展開;勻速釋放是利用星體末端的系繩釋放裝置進(jìn)行速度和拉力的控制,并通過噴氣力對(duì)負(fù)拉... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 繩系編隊(duì)系統(tǒng)理論研究現(xiàn)狀
        1.2.1 繩系編隊(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究
        1.2.2 環(huán)境攝動(dòng)對(duì)繩系編隊(duì)系統(tǒng)的影響
        1.2.3 繩系編隊(duì)系統(tǒng)收放控制理論研究
    1.3 繩系編隊(duì)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 非慣性參考系下繩系編隊(duì)系統(tǒng)建模
    2.1 三體環(huán)形繩系編隊(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
        2.1.1 不計(jì)系繩質(zhì)量的動(dòng)力學(xué)方程
        2.1.2 考慮系繩質(zhì)量的動(dòng)力學(xué)方程
    2.2 攝動(dòng)因素分析
        2.2.1 J_2攝動(dòng)
        2.2.2 熱效應(yīng)
        2.2.3 大氣阻力
    2.3 初始條件分析
    2.4 多體環(huán)形繩系編隊(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
    2.5 小結(jié)
第三章 三體自旋系統(tǒng)周期運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性及動(dòng)力學(xué)分析
    3.1 穩(wěn)定性證明
    3.2 動(dòng)力學(xué)分析
        3.2.1 自旋速度對(duì)穩(wěn)定性的影響
        3.2.2 軌道高度對(duì)穩(wěn)定性的影響
        3.2.3 繩長(zhǎng)對(duì)穩(wěn)定性的影響
        3.2.4 初始位置對(duì)穩(wěn)定性的影響
    3.3 攝動(dòng)因素對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響
        3.3.1 J2攝動(dòng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響
        3.3.2 熱效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響
        3.3.3 大氣阻力對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響
    3.4 小結(jié)
第四章 三體自旋系統(tǒng)釋放控制策略
    4.1 自由釋放
    4.2 控制展開策略
        4.2.1 勻速釋放過程
        4.2.2 減速釋放過程
    4.3 攝動(dòng)因素下的釋放穩(wěn)定性
        4.3.1 J_2攝動(dòng)對(duì)釋放穩(wěn)定性的影響
        4.3.2 熱效應(yīng)對(duì)釋放穩(wěn)定性的影響
        4.3.3 大氣阻力對(duì)釋放穩(wěn)定性的影響
    4.4 小結(jié)
第五章 地面模擬實(shí)驗(yàn)
    5.1 地面物理仿真平臺(tái)介紹
        5.1.1 衛(wèi)星模擬器
        5.1.2 基于視覺的動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)
    5.2 基于天地動(dòng)力學(xué)等效的動(dòng)力學(xué)相似原理
    5.3 系統(tǒng)性能驗(yàn)證
    5.4 自旋繩系編隊(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的主要工作與貢獻(xiàn)
    6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]復(fù)雜太空環(huán)境下柔性繩系衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)與控制[D]. 余本嵩.南京航空航天大學(xué) 2011
[2]繩系衛(wèi)星釋放和回收的動(dòng)力學(xué)控制[D]. 文浩.南京航空航天大學(xué) 2009

碩士論文
[1]電動(dòng)力繩系離軌系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)及動(dòng)力學(xué)分析[D]. 古成龍.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]平動(dòng)點(diǎn)附近旋轉(zhuǎn)三角形繩系衛(wèi)星編隊(duì)動(dòng)力學(xué)[D]. 周紅.大連理工大學(xué) 2012
[3]輻射開環(huán)繩系衛(wèi)星編隊(duì)飛行的穩(wěn)定性分析[D]. 謝永亮.南京航空航天大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3714973