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模具培训知识:环形天线的动力学特性分析及振动控制
已阅[532]次[2011/12/25]


 跟着航天航空技术的发展,大型挠性结构逐渐成为现代提高前辈航天器必要的一部门,好比天线、太阳能帆板及其它空间桁架结构。这些挠性结构具有尺寸大、柔度大的特性,因此对在轨卫星进行姿态和位置进行调整的时候,就会激起这类空间结构的振动。而空间桁架结构的滚动和振动相互耦合,使得其动力学特性非常复杂。然而因为造价比较昂贵,不可能进行多次的什物实验。运用LMS Virtual.Lab建立天线模型,模仿太空环境进行虚拟动力学的分析,不仅可以高程度地模拟真实的太空环境,而且实验重复性很强,可有效进行不同实验方案的对比、优化设计方案。采用仿真实验来研究环形天线的动力学题目,使设计职员挣脱了对什物的依靠,简化系统的设计分析过程,缩短试验研究周期,减少研究开发的用度和本钱,并且具有足够的分析精度。


    鉴于此,本文将仿真实验用于对天线的动力学分析及其振动控制。选用某环形天线为研究对象,通过LMS Virtual.Lab软件建立天线多体模型,并在此基础长进行多体动力学分析。然后,在LMS Virtual.Lab软件中设置合适的监测点和控制点,天生一个Matlab可识别的m文件,并通过Simulink运用PID算法对环形天线的振动进行了控制,实现了Motion与Matlab的联合仿真。对天线进行虚拟动力学特性的研究能够从动力学的角度对这一刚柔耦合结构进行公道设计,减轻天线重量并能够使天线易于控制。对其振动控制的研究就是为了尽量减小天线的振动,保障天线良好的工作状态,保障其精确性。


    运用上述方法进行的研究,不但能够正确地反映刚柔耦合的多体动力学特性,并且能够得到理想的控制结果,实现控制结果的可视化。


1 模型的建立


    以某环形天线为对象,分别进行刚体模型的建立以及对模型各个部门进行的不同的处理,主要包括柔性化处理以及各杆件之间的约束关系。


    1.1 天线什物模型


    天线圆环的直径为5030mm,材料的密度为7800kg/m3,弹性模量为2.01E11Pa,泊松比为0.3。天线什物的模型如图1所示。



    图1 实验室环形天线什物


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