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题名基于几何力学的类平板式卫星全耦合动力学
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作者
曹芊
李化义
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机构
哈尔滨工业大学航天学院
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第16期140-152,共13页
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基金
国家自然科学基金(62303138,12372045)
上海航天科技创新基金(SAST2021-030)。
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文摘
针对类平板式卫星的结构特点,利用李群上的Lagrange力学和Hamilton力学,分别建立了Euler-Lagrange形式和Hamilton形式的姿态-轨道-结构耦合动力学方程。该方法同时考虑了卫星在轨运行时姿态、轨道与板式结构附件振动间的相互耦合作用,其中板式结构附件的振动通过单自由度扭簧模型进行一阶近似,该描述方式一方面易于通过李群工具对振动现象进行描述,另一方面从Lagrange几何和Hamilton几何的角度推导的动力学方程是全局和无坐标的。此外系统动力学模型的建立考虑了整星质心的时变特性,更为精确。数值算例验证了该建模方法的有效性,通过与刚性模型的仿真对比,分析了类平板式卫星在激励作用下的姿态-轨道-结构耦合效应。结果表明,该模型具有良好的稳定性,能够准确预测激励作用下类平板式卫星在轨运行的动态响应。
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关键词
平板式卫星
Lagrange力学
Hamilton相空间变分原理
姿态-轨道-结构耦合
李群
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Keywords
plate-type satellite
Lagrange mechanics
Hamilton’s phase space variational principle
attitude-orbitstructure coupling
Lie group
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分类号
V412.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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