对接动力学仿真试验台再现频率指标验证.pdf

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1、上海航天AEROSPACESHANGHAI2010年第1期文章编号：1006—1630(2010)01—0060—05对接动力学仿真试验台再现频率指标验证王丽再k2，邹怀武2，翁正新1，徐峰2，肖余之2(1．上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240；2．上海宇航系统工程研究所，上海201108)摘要：为验证对接动力学仿真试验台再现对接动力学过程中频率0～6Hz相对运动的能力，用弹性棒方案再现频率o～6Hz的碰撞过程，由建模与设计计算选定弹性棒的悬臂长度、刚度和航天器质量等设计参数，仿真分析了碰撞过程的接触碰撞力、变形量与速度，以及再现频率等的影响。结果表明：设计参数合理，精度考核

2、方案可行。关键词：对接机构；动力学仿真；频率；弹性棒；试验台中图分类号：V526文献标示码：AValidationofSimulationPrecisionontheDocking-dynamicSimulationExperimentalTestbedWANGLi—zail”，ZOUHuai—WU2，WENGZheng-xinl，XUFen92，XIAOYu-zhi2(1．SchoolofElectronic，InformationandElectricalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200030，China2．Aerosp

3、aceSystemEngineeringShanghai，Shanghai201108，China)Abstract：ToapprovethereproductionoftherelativemovementwithfrequencyO～6Hzofthedockingdynamicsimulationexperimentaltestbed，theelasticrodschemewasadoptedtoreproducethecontactprocess．Bybuildingmodelandcalculation，somedesignparameterswereobtained，suchasl

4、engthofelasticrod，stiffnessandspacecraftmassatthesametime．Thecontactforce，deformedmeasure，velocityandreproducefrequencywerealsoanalyzedthroughthesimulationofthecontactprocess．Thesimulationresultsshowedthattheparametersdesignedwerereasonableandthequalityschemewasfeasible．Keywords：DockingmechanismDyn

5、amicsimulation；Frequency；Elastictod；Experimentaltestbed0引言对接动力学仿真试验台采用半物理仿真方法实时模拟空间两个飞行器在设定对接初始条件下的对接动力学过程。试验台实现的任务有：模拟不同构型、不同质量特性的飞行器间的对接过程；进行常温和高低温环境中的对接试验，获得对接过程中作用于对接机构的载荷和对接机构的缓冲系统性能参数，验证对接机构设计的正确性；进行对接初始条件包络试验，确定对接机构保证捕获的对接初始条件范围；进行手动对接试验和对接机构故障模式与对策试验，检验给定工况下对接机构的工作能力；进行对接机构可靠性试验，验证对接机构的可靠性等

6、。收稿日期12007—08—20；修回日期：2008—05—15作者简介：王丽再(1972一)，女．高级工程师。主要从事控制仿真及数据库建模应用．8t-8t空间飞行器对接的工作频率范围为o～6Hz，要求动力学仿真试验台可再现o～6Hz的对接碰撞过程。运动模拟器作为试验台的执行部件，其性能决定了试验台的性能和精度，要求运动模拟器对o～6Hz频率范围内对接过程的相对运动具跟踪再现能力，保证仿真精度。为此，本文对对接动力学仿真试验台再现频率指标进行了验证。1对接动力学仿真试验台基本组成与工作原理对接动力学仿真试验台系统由主体结构、控制、运动模拟器、温场环境模拟、数据管理和监视话音等分系统组成，如图

7、1所示。其中：控制分系统用于协调控制试验台系统的安全、可靠运行；实时监视试验台系统运行的状态，有自动或手动控制功能，紧急状况下可关机；运动模拟器在规定的回转体空间内以2010年第1期王丽再，等：对接动力学仿真试验台再现频率指标验证一定的姿态角运动，负载质量不大于200kg。温场环境模拟±80。温度范围，且建温、循环、排风过程能自动控制；数据管理分系统主要用于存储和管理试验数据，并能以多种方式查询和显示，同时可