热控百叶窗机构的动力学仿真分析

摘要

嫦娥工程是我国航天工程的重点项目，是我国继人造地球卫星和载人航天之后，大力发展深空探测活动的起点。热控百叶窗是嫦娥二期工程拟采用的主动热控制方式，具有体积小、质量轻、可靠性高、输出功率大等优点。本文以专为月球卫星设计的热控百叶窗机构为研究对象，重点进行机构动力学建模、仿真控制系统设计与分析的研究。文章对热控百叶窗机构的工作原理及相应的动力学仿真控制方法进行了分析与评述；应用拉格朗日第二方程推导了该机构的动力学微分方程。在建立动力学模型的基础上，利用虚拟样机软件ADAMS对热控百叶窗机构进行动力学建模，分析了热控百叶窗机构的动态特性，且在ADAMS中进行了百叶窗系统参数的灵敏度分析，从而实现高灵敏度热控百叶窗的参数化设计。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景及意义

1.2热控百叶窗的组成及原理

1.2.1热控百叶窗的机构组成

1.2.2热控百叶窗的工作原理

1.3课题发展概况与研究现状

1.3.1航天器热控制的发展概况

1.3.2动力学建模的研究现状

1.3.3步进电动机系统研究现状

1.4本文主要研究内容

第2章热控百叶窗的动力学建模

2.1蜗轮蜗杆传动系统的刚体动力学模型

2.1.1转动阻力的计算

2.1.2整个系统的等效转动惯量

2.1.3粘性摩擦系数

2.2热控百叶窗本体的动力学建模

2.2.1蜗轮的驱动力

2.2.2转动阻力的计算

2.2.3整个系统的等效力矩

2.2.4粘性摩擦系数

2.3热控百叶窗系统的动力学模型

2.4本章小结

第3章基于ADAMS的百叶窗动力学建模仿真

3.1热控百叶窗的机构动力学建模

3.2叶片轴与衬套之间碰撞的设定

3.3热控百叶窗机构的动态分析

3.4热控百叶窗参数化设计

3.5本章小结

第4章热控百叶窗步进电机的仿真控制模型

4.1建立步进电机数学模型

4.1.1步进电机建模原理

4.1.2静态参数和基本变量说明

4.1.3步进电机动态方程

4.1.4 dq坐标系下的定子电压方程

4.1.5 dq坐标系下的转矩方程

4.2步进电机的仿真控制模型

4.3步进电机开环/闭环控制模型

4.4本章小结

第5章联立ADAMS和SIMULINK的动力学仿真

5.1热控百叶窗机构的仿真控制模型

5.1.1开环仿真控制模型

5.1.2闭环仿真控制模型

5.2本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢