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时间:2020-03-22
《爪型航天器对接机构容差性能分析.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第3l卷第12期计算机仿真2014年12月文章编号:1006—9348(2014)12—0079一05爪型航天器对接机构容差性能分析邓润然1,韩增尧2,马炜1,姜水清1(1.北京空间飞行器总体设计部,北京100094;2.中国空间技术研究院,北京100094)摘要:在航天器对接结构优化设计问题的研究中,航天器对接机构对在轨服务有重要作用,爪型航天器对接机构是新型对接机构。新型对接机构对对接任务的初始位姿偏差的容差性能需要进行研究,对接机构的性能将直接决定对接任务的成败。针对爪型对接机构的容差性能这一问题,利用三维造型软件Pro/E和机械系统动力学仿真分析软件Adams建立了爪型航
2、天器对接机构虚拟样机模型,通过改变单参数变量方法进行对接过程仿真,对仿真结果进行对比分析,可为爪型对接机构的设计、对接初始条件确定和控制策略的制定提供参考。关键词:航天器;对接机构;初始条件;姿态偏差中图分类号:V411.8文献标识码:BSimulationfortheClaw——TypeSpacecraftDockingMechanismDENGRun—ranl,HANZeng—ya02,MAWeil,JIANGShui—qin91(1BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering,Beijing100094,China;2.Chin
3、aAcademyofSpaceTechnology,Beijing100094,China)ABSTRACT:Thespacecraftdockingmechanismisimportantfortheindependenton—orbitservice,andtheclaw—typedockingmechanismisnewdesign.Thetoleranceperformanceofthisnewtypedockingmechanismwiththeini-timposturedeviationsneedtobestudied.Aimingthetoleranceperfo
4、rmanceoftheclaw—typedockingmechanism,basedonthegeometricalmodelinPro/E,thepaperestablishedthesimulationmodelofanewtypedockingmecha—nism,andsimulatesthedockingprocessofspacecraftsbychangingasingleparametervariablesmethod.Whichgivesareferencetothedesignofclaw——typedockingmechanismandthedetermin
5、ationofinitialconditionsandcontroltac··tics.KEYWORDS:Spacecraft;Dockingmechanism;Initialconditions;Attitudedeviation1引言在轨服务技术对延长航天器寿命、拓展航天器功能和提高航天器性能有着巨大的推动作用。由于有人在轨服务的局限性,以及人工智能、空间机器人等相关技术的飞速发展,无人自主在轨服务技术已成为现阶段在轨服务技术研究的重点。其中,对接机构能多次实现在轨航天器间捕获、连接和分离,是完成在轨服务的重要机构。对接航天器之间的初始相对位姿、速度/角速度的偏差,会直接影响
6、对接过程。进行对接机构捕获过程的动力学仿真,了解其空间对接特性,对机构的设计以及高精度控制具基金项目:973课题项目(2013CB733100)收稿13期:2014—02—28修回13期:2014—03—26有重要的参考价值¨。3J。爪型对接机构是新型对接机构,其构型不同于杆锥式和周边式对接机构,所以在使用这种的对接机构进行对接任务时,其对于初始位姿偏差下对接过程所表现的对接特性也必然不同。不能将其它对接机构的对接特性作为其设计与应用的依据,为了研究新型爪型对接机构的容差性能,本文利用Adams建立新型爪型航天器对接机构虚拟样机,通过改变单一变量的方法对不同初始条件下的对接过程进
7、行仿真,分析机构对接特性和容差性能,为爪型机构设计、对接初始条件确定和控制系统指标的制定提供参考。2对接机构组成及工作原理2.1对接机构组成爪型对接机构由主动部分和被动部分组成,分别安装于主动飞行器和被动飞行器上,对接机构如图l所示。其中,.--——79—-———主动部分包括捕获手、驱动传动部件、缓冲系统、主体结构;被动部分为配合捕获定位的瓣壳体结构件。卵带鲫#图1爪型对接机构对接机构被动部分是三瓣壳体结构件,作为标准捕获接口。基本构型如图2所示。,,Y■—I●●●图2对接机构被
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