宇航领域的研究与发展对太空探测、军事防御、国家通信、环境监测等至关重要。宇航技术的科研与应用也越来越受到重视。本书是宇航领域基础研究的重要分支,以星载大口径模块化可展开天线为对象,结合国家科技发展规划、重大航天工程等顶层需求,针对空间可展开天线大型化、高精度化、在轨装配等发展趋势,重点围绕超多模块组网方法、超多模块运动学特性、展开过程多柔体系统动力学、动力源优化配置方法、在轨服役动力学特性及驱动力试验等内容开展了较为深入的探索和研究。内容系统,逻辑清晰。同时本书研究内容是前沿科技理论,对天线机构理论的发展有指导意义。
第1章 绪论 001
1.1 概述 001
1.2 可展开天线国内外发展现状 002
1.2.1 可展开天线国外发展现状 002
1.2.2 可展开天线国内发展现状 010
1.2.3 相关理论方法研究现状 013
1.3 当前存在的主要问题 016
1.4 本书的主要内容 017
第2章 模块化可展开天线超多模块空间几何建模及分析 019
2.1 概述 019
2.2 模块化可展开天线的组成、展开原理及拓扑规律 019
2.2.1 模块化可展开天线的组成 019
2.2.2 模块化可展开天线的展开原理 021
2.2.3 支撑机构的三维模型 021
2.2.4 模块拓扑规律 023
2.3 空间几何建模 025
2.3.1 建模流程 025
2.3.2 包络圆数学模型 026
2.3.3 包络圆圆心坐标的计算方法 027
2.3.4 包络圆交点坐标计算模型 036
2.3.5 肋单元夹角数学模型 036
2.4 数值仿真及分析 038
2.4.1 包络圆模型验证 038
2.4.2 空间几何模型验证 039
2.4.3 肋单元夹角与结构参数的关系分析 040
2.4.4 影响模块极限层数的参数分析 043
2.5 本章小结 048
第3章 模块化可展开天线超多模块协调联动运动学建模 049
3.1 概述 049
3.2 运动学基础理论 049
3.2.1 D-H 法 050
3.2.2 欧拉角 051
3.2.3 四元数 052
3.3 运动学建模 055
3.3.1 肋单元运动学建模 055
3.3.2 单模块运动学建模 063
3.3.3 多模块联动运动学建模 064
3.4 数值仿真及分析 070
3.4.1 运动学模型数值仿真 070
3.4.2 运动学模型分析 081
3.5 本章小结 087
第4章 模块化可展开天线机构展开速度曲线规划 088
4.1 概述 088
4.2 肋单元展开过程的动力学建模 088
4.3 展开速度曲线规划 093
4.3.1 速度曲线基本理论 093
4.3.2 速度曲线基本公式推导 096
4.3.3 速度曲线规划 100
4.4 本章小结 106
第5 章 模块化可展开天线机构动力源优化配置 107
5.1 概述 107
5.2 肋单元动力源优化配置 107
5.2.1 驱动方案的选择 107
5.2.2 重力对驱动的影响 109
5.2.3 弹簧和扭簧的组合 110
5.3 多模块联动动力源优化配置 114
5.3.1 基于ADAMS的刚柔耦合多体系统动力学模型 114
5.3.2 机械臂与可展开天线连接点位置的选择 115
5.4 本章小结 122
结论和展望 123
参考文献 125
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