關(guān)節(jié)摩擦和柔性對(duì)星載天線動(dòng)態(tài)影響分析.pdf

1、星載點(diǎn)波束天線可以對(duì)全球范圍內(nèi)的固定點(diǎn)進(jìn)行定位、對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)固定和運(yùn)動(dòng)物體間進(jìn)行大容量不間斷的通信，要求星載點(diǎn)波束天線具有很高的指向和跟蹤精度。星載天線系統(tǒng)是以衛(wèi)星基體和衛(wèi)星天線通過(guò)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)相連而組成的多體系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)是衛(wèi)星完成定位及跟蹤的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是衛(wèi)星天線的承載機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)存在動(dòng)態(tài)非線性因素，引起衛(wèi)星本體及天線指向的擾動(dòng)，嚴(yán)重影響星載天線的動(dòng)態(tài)特性。因此，本文針對(duì)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)對(duì)衛(wèi)星天線動(dòng)態(tài)特性的影響進(jìn)行了深

2、入研究。
　　首先，為了更好地研究和分析衛(wèi)星天線的動(dòng)態(tài)特性，將衛(wèi)星和天線視成理想剛體，基于星載天線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了其系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，進(jìn)一步利用拉格朗日方程推導(dǎo)衛(wèi)星多體動(dòng)力學(xué)方程，為下一步星載天線的指向動(dòng)態(tài)分析和補(bǔ)償提供理論基礎(chǔ)。
　　其次，在分析星載天線動(dòng)態(tài)特性時(shí)考慮衛(wèi)星回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)間的非線性摩擦。回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)是由諧波減器與回轉(zhuǎn)副組成的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，諧波減速器與回轉(zhuǎn)副間存在摩擦，選擇準(zhǔn)確合理的摩擦模型嵌入衛(wèi)星多體動(dòng)力學(xué)方程，得到

3、考慮關(guān)節(jié)非線性摩擦的整個(gè)多體動(dòng)力學(xué)方程。用MATLAB編寫考慮關(guān)節(jié)摩擦的多體動(dòng)力學(xué)程序，通過(guò)與大型商業(yè)軟件仿真比較分析，驗(yàn)證了程序的正確性。進(jìn)一步利用已編制程序?qū)π禽d天線系統(tǒng)仿真分析，得出關(guān)節(jié)間的摩擦對(duì)衛(wèi)星天線動(dòng)態(tài)特性有著嚴(yán)重影響。運(yùn)用基于LuGre摩擦模型補(bǔ)償方法，對(duì)關(guān)節(jié)間的非線性摩擦進(jìn)行補(bǔ)償，有效的提高了天線的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)而提高了指向精度，通過(guò)仿真驗(yàn)證了補(bǔ)償方法的合理性。
　　由于柔性關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)誤差的非線性使得星載天線對(duì)動(dòng)態(tài)特性和