中国空间科学技术

›› 2012, Vol. 32 ›› Issue (5): 21-26.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.05.004

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运动副间隙对卫星天线双轴机构动态特性影响

 潘冬, 王兴贵, 赵阳   

  1. （哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨150001）
  • 收稿日期:2011-10-11 修回日期:2012-03-23 出版日期:2012-10-25 发布日期:2012-10-25
  • 作者简介:潘冬 1984年生，2010年获哈尔滨工业大学人机与环境工程专业硕士学位，现为哈尔滨工业大学航空宇航科学与技术专业博士研究生。研究方向为机械多体系统动力学建模仿真与控制。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金（50975056、11072066）资助项目

DynamicsInfluenceFactorsAnalysisonTwo-axis-positionMechanismofSatelliteAntennaswithJointClearance

 PAN  Dong, WANG  Xing-Gui, ZHAO  Yang   

  1. (DepartmentofAstronautics,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)
  • Received:2011-10-11 Revised:2012-03-23 Published:2012-10-25 Online:2012-10-25

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被引次数

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摘要： 卫星天线指向精度要求高，天线驱动机构中有运动副的存在就不可避免地含有间隙，研究间隙等非线性因素对卫星天线驱动机构动态特性影响尤为重要。以某型卫星天线双轴驱动机构为研究对象，基于虚拟样机技术，采用非线性弹簧阻尼模型建立了间隙处的接触碰撞模型，同时采用库伦摩擦模型考虑运动副间隙处的摩擦作用。通过对虚拟样机进行动力学仿真，分析研究了运动副间隙及其大小、不同驱动力矩等因素对双轴驱动机构动态特性的影响规律。结果表明：间隙及过大的驱动力矩将使天线定位精度降低、稳定性变差。综合考虑各因素影响，对卫星天线系统进行结构优化，是提高天线定位精度的有效途径。

关键词: 双轴驱动机构, 运动副间隙, 虚拟样机, 动态特性, 影响规律, 指向精度, 卫星天线

Abstract: iththehighdemandforpointingaccuracyofthesatelliteantenna,thejointclearanceisinevitableduetotheexistenceofthekinematicpairinthetwoaxispositionmechanism.Soitisparticularlyimportanttostudytheinfluenceofthejointclearancetosatelliteantennamechanism.Thetwoaxispositionmechanismwastakenasresearchobject,thecontact dynamicsmodeloftheclearancejointwasestablishedbyapplyingthenonlinearspringdampmodel,andthefrictioneffectwasconsideredbyapplyingtheCoulombfrictionmodel.Thelawthatthedynamiccharacteristicoftwoaxisposition mechanismaffectedbythefactorswasanalyzedbythedynamicsimulationofthevirtualprototype,suchasthesizeofthejointclearanceandthedrivingtorqueintheclearance.Theresultsshowthatlargejointclearanceanddrivingtorquewillreducethepositioningaccuracyandmakethesystemunstable.Itisagoodwaytoincreasethepositioningaccuracythroughoptimizingthestructureofthesatelliteantennamechanism.

Key words: Two axis position mechanism, Joint clearance, Virtual prototype, Dynamic characteristics, Influence rule, Pointing accuracy, Satellite antenna