一种二维展开太阳翼的展开动力学仿真分析

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1、Vo1．21No．4航天器工程第21卷第4期32SPACECRAFTENGINEERING2O12年8月一种二维展开太阳翼的展开动力学仿真分析任守志商红军濮海玲(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要在介绍一种二维展开太阳翼构型及组成的基础上，用ADAMS软件建立了二维展开太阳翼柔性动力学仿真模型，模型中为模拟太阳翼驱动装置(SADA)的保持力矩，在SADA上设置了摩擦阻力矩。仿真结果表明，二维展开太阳翼侧板在空间展开锁定不同步，由此而导致侧板锁定对SADA会产生多次冲击。此结论可为二维太阳翼的构型及其铰链设计，以及SADA在轨控制策略提供参

2、考和借鉴。关键词太阳翼；二维展开；ADAMS软件；动力学仿真中图分类号：V443文献标志码：ADOI：10．3969／]．issn．1673—8748．2012．04．006DynamicSimulationforDeploymentofa2-DimensionSolarArrayRENShouzhiSHANGHongjunPUHailing(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Basedontheintroductiontoamultid

3、irectionalsolararray，thispaperbuildsitsflexibledynamicmodelinADAMS，andsimulatestherestrainttorqueofsolararraydriveassembly(SA—DA)withfrictiontorque．Accordingtothesimulationresults．itcanbedrawnthatthetwosidepanelslatchasynchronously，causingseveralshockstotheSADA．Thisconclusiongiv

4、esarefer—encetothedesignof2-dimensionsolararrayconfigurationandhingesandcontroltacticsofSADAinspace．Keywords：solararray；2-dimensiondeployment；ADAMSsoftware；dynamicsimulation远，对高分辨率遥感卫星而言，其转动惯量相对较1引言大，展开状态基频相对较低，不利于快速姿态机动及姿态机动后进行高精度的观测。目前国内应用的太阳翼均为一维展开式太阳随着对高分辨率遥感卫星分辨率要求的提高，翼，航天器

5、入轨后，压紧释放机构开始T作，释放对需要卫星具有较低的惯量和较高的刚度。因此星上太阳翼的约束，太阳翼在铰链及联动机构的作用下重要的可展开柔性部件——太阳翼，在展开状态需展开并锁定。由于连接架和太阳板按顺序沿一个要有较高的频率和相对较小的惯量。为实现此要方向依次连接，因此这种太阳翼称为一维展开式太求，高分辨率卫星太阳翼一般采用二维构型或直接阳翼。这种太阳翼组成相对简单，技术成熟，应用广与星体固连的连接方式，从而降低太阳翼对卫星质泛；但在展开状态时，其质心距安装点的距离相对较心的转动惯量，提高与卫星本体的连接刚度。收稿日期：2012一O5—07：修回日期：

6、2012—06—14作者简介：任守志(1983一)，男，工程师，从事航天器机构设计与分析工作。Email：renshouzhi@163．coin。第4期任守志等：一种二维展开太阳翼的展开动力学仿真分析目前，国内针对一次展开式太阳翼展开过程已经有较多和较详细的分析研究]，且已经过相关试3仿真计算验验证，分析技术也较为成熟，而二维展开式太阳翼展开过程动力学特性与一维展开式太阳翼展开过程3．1仿真模型有较大不同，太阳翼展开方式为二维展开，国内目前为建立二维展开式太阳翼的动力学分析模型，还未对这种太阳翼的展开过程进行深入研究。本文本文首先用NASTRAN有限元

7、软件计算了连接架对一种二维展开式太阳翼进行了展开过程动力学分和基板正交化Craig—Bampton模态，并将模态分析析，以便获得二维展开式太阳翼的在轨展开特性，并结果导人ADAMS软件中；太阳翼的绳索联动装置为二维太阳翼的研制提供借鉴。用相应的力矩模拟；通过传感器(Sensor)自动检测各太阳板的展开角度，当达到太阳板锁定角度后，锁2一种二维展开式太阳翼简介定力矩被触发，实现对应铰链线的锁定[5]。考虑到SADA自身具有一定的保持力矩，因此为适应卫星高刚度要求，设计了如图1所示的二在SADA处设置了相应的阻力矩，当SADA受到的扭矩超过6N·m时，SA

8、DA就会转动_1，此阻力维展开式太阳翼，它由一个连接架、一块中心板、两块矩通过在转动副(模拟S