《星載環形天線可展運動與網狀反射面成形精度研究》是依託天津大學，由何柏岩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：星載環形天線可展運動與網狀反射面成形精度研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何柏岩
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
. 反射面的形面精度是星載天線電性能的重要指標，網狀反射面是通過環形可展桁架的展開運動，牽引初始處於鬆弛狀態的柔性索網，張緊至期望形面後鎖定形成的；良好的在軌展開動力學性態和反射面的一次精確成形關乎航天任務的成敗。而可展桁架的大範圍運動與柔性索網的張緊成形存在動態耦合效應，現有研究無法處理兩者的協調變形，只能採用獨立分析和反覆實驗的方法。本項目擬基於多體系統理論，研究可展桁架-柔性索網的動態耦合和協調變形機理，計及鉸鏈的局部特徵建立環形天線展開過程的動力學模型，分析期望反射面的變形場、展開動力學品質這兩個重要評價指標與天線的拓撲構型、初始設計/調整參數、運動控制參數之間的映射關係，並進行參數最佳化；以期在理論研究方面發展和豐富多體系統理論，形成索網類柔性體的主動變形分析與控制方法，在套用研究方面為環形天線反射面精度與可展運動耦合問題提供分析手段與技術保障。
結題摘要
星載環形天線的展開動力學性態和反射面成形精度關乎航天任務的成敗，而針對這種依靠可展桁架的牽引運動導致柔性索網成形且具有超高反射面精度要求的網狀天線，目前的設計方法與技術手段已經落後於需求。本項目圍繞天線展開特性與形面精度綜合保障問題開展了系統研究，主要內容如下：(1)可展桁架-柔性索網的協調變形機理，(2)桁架展開與柔性索網成形過程的多體動力學建模，(3)鉸鏈的局部模型及其對展開過程與成形精度的影響研究，(4)天線展開動力學性態、索網成形精度與特徵參數、驅動控制參數的映射關係研究，(5) 天線展開動力學性態和反射面精度保障技術研究。 本項目建立了可展桁架-柔性索網協調變形分析模型，提出了考慮桁架柔性的一體化找形方法，編制了參數化找形設計及網面成形精度分析程式；建立了環形天線動力學分析模型，充分考慮了索網的幾何非線性和拓撲多樣性，求解了天線在預定展開運動下的驅動方案；測試了鉸鏈剛度特性，完成了鉸鏈建模；分析了展開動力學性態、索網成形精度與特徵參數、驅動控制參數的映射關係；最終形成了天線展開性態和反射面精度保障方法和相關設計分析程式。上述研究成果豐富和發展了多體系統理論和索-梁結構分析理論，形成了索網類柔性體主動變形分析和控制方法，為環形天線反射面精度與可展運動耦合問題提供分析手段和技術保障。
