柔性绳系卫星编队系统释放动力学研究

【作者】 罗操群； 文浩； 金栋平；

【机构】 南京航空航天大学航空学院(系)；

【摘要】 近年来,空间系绳技术在太空任务中应用广泛,而在深空探测领域的应用备受关注。基于合成孔径方法,利用旋转绳系卫星编队系统可构造大孔径空间干涉望远镜进行空间观测。本文基于柔性多体动力学方法研究了一种旋转的三体绳系卫星编队系统,提出了一种高精度建模方法研究绳系卫星编队系统的释放动力学。对于刚柔耦合的绳系卫星编队系统,考虑柔性系绳释放过程中的质量流动,采用任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对柔性系绳进行建模,可以精确描述系绳释放过程中的大摆动和大位移。另外,考虑卫星与系绳之间的边界约束,采用自然坐标法对卫星刚体进行建模,可以有效处理系绳和卫星间的约束并描述卫星的整体运动。根据拉格朗日乘子法给出了系统的总体运动方程。并通过调节系绳释放速度与喷气力对系绳释放进行控制。最后,根据不同的系统初始状态研究了释放过程中系统的非线性动力学,给出了系统初始状态的选择策略。更多还原