绳控多模块固面天线展开动力学分析与优化

作     者：朴丽花 秦远田 张子昊 陈金宝 李波 PIAO Lihua;QIN Yuantian;ZHANG Zihao;CHEN Jinbao;LI Bo

作者机构：南京航空航天大学航天学院南京210016 上海宇航系统工程研究所上海201109 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第19期

页      面：301-308页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主　　题：固面天线 多体动力学 可展开天线 绳索机构 优化设计 

摘      要：针对一种扭簧驱动的双绳控固面天线,建立了基于欧拉-拉格朗日方程的天线展开动力学模型,研究了绳索张力对天线展开运动参数的影响。对绳控天线反射面系统的完整展开过程进行动力学仿真,得到仿真中的展开情况与数值计算结果相符,验证了理论模型的正确性。为了使天线反射面充分展开,采用序列二次规划算法(sequential quadratic programming,SQP)分别在无绳和有绳控制系统中,对驱动扭簧进行优化设计,通过优化使得展开更为合理并减少了反射面的展开包络空间。研究表明,通过引入绳索系统能够提高天线展开过程的稳定性,有效降低了各铰链关节处的负载峰值。研究结果可为绳控固面天线的展开过程设计提供理论指导,并具有实际工程意义。