文档介绍：摘要首先简要回顾了空间绳系系统动力学问题的研究概况，并对绳系动力学模型进行了简要介绍。然后在轨道坐标系中建立空间系绳的珠式模型，采用—椒ㄍ频枷瞪动问题开展深入的研究。本文研究的模型和方法可以应用于研究空间绳系机动和空间绳网抛撒等问题。空间绳系系统是当代空问技术发展的一个新领域，具有广阔的应用前景。自二十世纪六、七十年代开始，对空间绳系系统相关问题的研究一直持续至今。本文以空间绳系机动和绳网抛撒问题为背景，采用珠式模型和．椒ǘ钥占渖迪低扯ρЪ翱刂问题进行建模和仿真分析。的相对运动动力学方程，并与能量法所建动力学方程进行比较。本文推导动力学方程所采用的．ǎ又槭侥Ｐ拖瞪木植咳胧郑治龅ジ鲋榈愕氖芰Χ贸动力学方程；而能量法从绳系系统的整体入手，分析系统的能量，采用公式求导得出珠点的动力学方程。然后进一步对绳系系统释放、收拢以及稳定保持等运动过程建模，并考虑了应力控制、速率控制以及子星喷气推力控制等几种常见的控制方式。最后针对应力控制和速率控制方式，对珠式模型和不考虑系绳质量和形状特性的简化模型的动力学特性进行了仿真分析，并对结果进行了比较分析。从珠式模型的仿真结果可以看出，空间系绳释放运动是收敛的，而收敛运动有发散的趋势，另外不同控制方式下系绳动力学过程存在差别，这与理论分析结果是一致的。而通过与简化模型的结果比较看出，两种模型描述的系绳运动是一致的。由于考虑了系绳的弹性应变和分布质量，还有模型本身的特点，使得珠式模型能够细致地描述系绳的纵横向振动，珠式模型能够描述系绳不同的振型，且振动状态有高低频两种，低频的振动状态是由面内外摆角导致的，高频振动是由于系绳弹性和分布质量而导致。而简化模型不能细致的描述系绳的纵横向振动，因此可以应用珠式模型对系绳的纵横向振关键词：绳系卫星；动力学；珠式模型；．椒ǎ簧悼刂疲蛔莺嵯蛘穸环真国防科学技术大学研究生院丁学硕十学位论文第
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图目录图绳系珠式模型及绳段单元示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图空间绳系系统示例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．图任务概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯痘窕埂钅渴疽馔肌图空间绳系系统一般模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图坐标系转换关系图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图绳段矢量受力示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．图地惯系中空间绳系系统示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图轨道坐标系中空间绳系系统示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图珠点数目增加前后珠式模型系绳变化情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图珠点数目减少前后系绳变化情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图简化模型示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图绳长误差情况下绳长变化图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图绳长误差情况下绳长变化局部放大图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图绳长误差情况下面内摆角变化图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图绳长误差情况下面内摆角局部放大图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图绳长误差情况下控制力变化曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图绳长误差情况下控制力曲线局部放大图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图面内摆角误差情况下面内摆角变化图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图面内摆角误差情况下面内摆角变化局部放大图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图面内摆角误差情况下绳长变化图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图婺诎诮俏蟛钋榭鱿律け浠植糠糯笸肌图婺诎诮俏蟛钋榭鱿驴刂屏Ρ浠肌图婺诎诮俏蟛钋榭鱿驴刂屏Ρ浠植糠糯笸肌图嫱獍诮俏蟛钋榭鱿旅嫱獍诮潜浠肌图嫱獍诮俏蟛钋榭鱿律け浠肌图嫱獍诮俏蟛钋榭鱿旅婺诎诮潜浠肌图嫱獍诮俏蟛钋榭鱿驴刂屏Ρ浠肌图嫱獍诮俏蟛钋榭鱿驴刂屏Ρ浠植糠糯笸肌图头趴刂粕け浠肌国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文第
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