太陽(yáng)能帆板關(guān)節(jié)展開(kāi)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,以及空間探索活動(dòng)的不斷增多,人們對(duì)航天器機(jī)構(gòu)在功能、精度、穩(wěn)定性以及可靠性方面的要求日益提高,目前的一些航天器機(jī)構(gòu)已經(jīng)漸漸不能滿足人們的要求。本課題正是基于這種背景下,提出了一種新型的“太陽(yáng)能帆板關(guān)節(jié)展開(kāi)機(jī)構(gòu)”,該機(jī)構(gòu)是根據(jù)電磁體和永磁體的相互作用原理進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的。本文正是以實(shí)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)為研究目標(biāo),從基礎(chǔ)理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化分析、試驗(yàn)測(cè)試及相關(guān)控制技術(shù)幾方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。全文主要有以下四個(gè)方面的內(nèi)容:

2、　　(1)介紹關(guān)節(jié)展開(kāi)機(jī)構(gòu)的核心部件—電磁-永磁驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)方案和驅(qū)動(dòng)原理,建立其數(shù)學(xué)模型。通過(guò)軟件Ansoft Maxwell對(duì)方案進(jìn)行了電磁場(chǎng)有限元仿真,計(jì)算結(jié)果證明了方案的可行性。根據(jù)磁路相關(guān)原理建立了驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的電磁扭矩估算模型,并基于該模型建立了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程。
　　(2)介紹電磁-永磁驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程,并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試研究。設(shè)計(jì)并加工初級(jí)樣機(jī),通過(guò)測(cè)試分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),完成驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)樣機(jī)的實(shí)現(xiàn),對(duì)樣機(jī)扭

3、矩特性進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試分析,結(jié)果表明,樣機(jī)具有起動(dòng)扭矩大、過(guò)程扭矩平穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)剛度可調(diào)等特點(diǎn)。
　　(3)介紹基于關(guān)節(jié)展開(kāi)機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)能帆板的有限元模態(tài)分析,詳細(xì)研究展開(kāi)關(guān)節(jié)扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)帆板整體模態(tài)的影響。結(jié)果表明,扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)帆板整體模態(tài)影響較大,可以通過(guò)關(guān)節(jié)展開(kāi)機(jī)構(gòu),對(duì)帆板整體的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。
　　(4)介紹關(guān)節(jié)展開(kāi)機(jī)構(gòu)及其系統(tǒng)的控制方法,搭建試驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證關(guān)節(jié)展開(kāi)機(jī)構(gòu)的性能。從開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制以及振動(dòng)控制三個(gè)方面對(duì)太陽(yáng)能帆