一种转动部件对挠性动力学影响的仿真方法

摘要

本发明公开了一种转动部件对挠性动力学影响的仿真方法，包括：对大型转动部件的特性进行分析，建立所述大型转动部件的动力学模型；对转动部件所带的挠性附件进行结构动力学分析，经过模态截断后生成线性化的模态坐标下描述的振动模型，结合刚体动力学模型建立带有挠性附件的多体动力学模型；在之前建立的模型的基础上建立挠性卫星姿态动力学与控制系统模型，利用该模型进行仿真。该方法可用于姿轨控与动力学设计过程中对设计结果进行验证，也可用于在轨运行期间的故障判定和反演。本发明解决了转动部件对动力学影响分析的实际工程问题，取得了提高平台稳定性和可靠性的有益效果。

主权项

一种转动部件对挠性动力学影响的仿真方法，包括：步骤1)、对大型转动部件的特性进行分析，建立所述大型转动部件的动力学模型；步骤2)、对转动部件所带的挠性附件进行结构动力学分析，经过模态截断后生成线性化的模态坐标下描述的振动模型，结合刚体动力学模型建立带有挠性附件的多体动力学模型；步骤3)、在步骤1)和步骤2)所建立的模型的基础上建立挠性卫星姿态动力学与控制系统模型，利用该模型进行仿真；在所述的步骤1)中，所述大型转动部件的动力学模型为所述转动部件的动不平衡量、静不平衡量对整星质心的干扰力F和力矩T； F = ω r 2 B j cos β j B j sin β j 0 , T = ω r 2 B d sin β d - z a B j cos β j B d cos β d + z a B j sin β j x a B j cos β j - y a B j sin β j , 其中，Bj为静不平衡量大小，βj为静不平衡量相位，Bd为动不平衡量大小，βd为动不平衡量相位，[xa，ya，za]为参考点在本体系坐标，ωr为转动部件转速；所述的多体动力学模型包括： m v · c + BT η · · = F J o · ω · + ω × ( J o · ω ) + BR η · · = T η · · + 2 ξΩ η · + Ω 2 η + BR T ω · + BT T v · c = 0 , 其中，ω为角速度，vc为质心线速度，η为模态变量，Ω为挠性附件振动基频，ξ为挠性附件振动阻尼系数，BR、BT分别为挠性附件相对质心的转动、平动耦合系数，F、T分别为转动部件动、静不平衡引起干扰力和力矩。