面向微小卫星的类杆锥式软对接三维动力学建模与参数分析

摘要：

针对面向自主无人在轨服务的微小型航天器上使用的杆锥式对接机构,提出了一种在对接杆末端加缓冲系统的软对接方案.基于Lagrange方法建立了对接系统的三维动力学模型,并运用虚功原理求解广义力矩阵;接触点的确定采用接触搜索算法,提出了截面法,将三维空间搜索问题转化为二维平面求解;根据接触点的相对位置和速度关系,提出了三维空间中求解切向接触力的方法.并且通过有限元方法与理论模型相比较,对理论模型进行了验证.通过对捕获锁的简化设计,制定了对接系统捕获的评判准则,并在不同的缓冲性能下进行动力学仿真分析,探讨缓冲参数变化对微小卫星对接过程的影响,提出了缓冲参数的优选方法,为锥杆式对接机构的缓冲系统设计提供有价值的参考.

关键词：杆锥式对接机构、三维动力学、Lagrange方法、接触搜索算法、截面法

所属期刊栏目：36

分类号：TH113

资助基金：国家自然科学基金91216201,51205403,11404405

在线出版日期：2018-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：58-67