JP6542919B2 - 多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法 - Google Patents
多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6542919B2 JP6542919B2 JP2017568364A JP2017568364A JP6542919B2 JP 6542919 B2 JP6542919 B2 JP 6542919B2 JP 2017568364 A JP2017568364 A JP 2017568364A JP 2017568364 A JP2017568364 A JP 2017568364A JP 6542919 B2 JP6542919 B2 JP 6542919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- satellite
- time history
- coordinate system
- equivalent mass
- analysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/1235—Collapsible supports; Means for erecting a rigid antenna
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
- H01Q15/161—Collapsible reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
- H01Q1/288—Satellite antennas
Description
[0002] 本開示は、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学および制御方法に関し、特に、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法に関する。これは、航空機動力学および制御技術の分野に属する。
[0007] 多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法を提供し、この方法は次のステップを含む。
[0017] ステップ(6)および(7)における所定の閾値範囲Bは、−20%から+20%であってもよい。
[0021] ステップ(5)のデータ・ベースにおける10通りの時刻歴上のデータについて、符号の正しさと、桁数の正しさを検証するステップ(7a)。
[0025] (1)本開示では、多体動力学シミュレーション分析における数十万個の物理構成部品を、ヒンジをコアと見なす、数十個の等価質量単位に変換する。外部モーメントの作用がないときの衛星全体角運動量変換の法則に従うという条件下で、そして質量特性等価性および力条件等価性の原理にしたがって、多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって実行されたシミュレーション分析の結果を分析することによって、制御システム設計および検査シミュレーションのための簡略化動力学モデルおよびデータ・ベースを得ることによって、多分野に跨がる衛星相互多重システム問題(interdisciplinary cross-satellite multi-system problem)を解く。また、得られた簡略化動力学モデルは、自己補正型制御システム設計および検査シミュレーションにおいて使用できるだけでなく、反射鏡の展開プロセスにおける異常分析およびトラブルシューティングのためにも使用することができ、これらは双方共新規性および産業上の応用可能性を有する。
[0034] フレキシブル衛星搭載型多体トラス・アンテナは、主に、大型の展開可能なマスト、小型の展開可能なマスト、反射鏡、および焦点面フィード・アレイを含む。衛星搭載型トラス・メッシュ・アンテナの展開は、大型の展開可能なマストの展開、小型の展開可能なマストの展開、および反射鏡の展開を含む。大型の展開可能なマストの展開および小型の展開可能なマストの展開が終了した後、反射鏡の展開が開始する。反射鏡は、コイル・スプリングの作用下で展開し、その間、アンテナ上に配置された2つの駆動モータが同時にケーブル(駆動コードとも呼ぶ)を引き込み始める。コイル・スプリングの駆動モーメントが抵抗モーメントに等しくなると、反射鏡の展開はもはや加速されない。 抵抗モーメントがコイル・スプリングの駆動モーメントよりも大きくなると、反射鏡の展開は減速され、直ちに停止される。次いで、モータは、反射鏡が展開し続けるように駆動するために、アンテナの反射鏡が完全に展開されるまで、ケーブルをトラス対角線ロッドに引き込む。したがって、コイル・スプリング、2つの駆動モータ、およびケーブルは、アンテナの反射鏡の駆動機構を構成する。反射鏡は、反射ネット、ケーブル・ネット、コイル・スプリング、ケーブル(駆動ロッド)、ケーブル滑車を有するT字状ヒンジ、コイル・スプリングの開放速度(release speed)を制御するための雁木(escapement)を有する同期ヒンジ、摺動ヒンジと所定位置固定機構とを含む対角線ロッド固定ヒンジ、垂直ロッド、横断ロッド(上位横断ロッドおよび下位横断ロッド)、およびその他の構成部品を含み、例えば、一般的な大型フレキシブル多体トラス・メッシュ・アンテナは、150本よりも多いトラス・ロッド、90個よりも多いヒンジ、更には数千本ものケーブルおよびネット・ケーブル双方を含み、これらは非常に複雑であるので、大型衛星搭載型トラス・メッシュ・アンテナの反射鏡の展開のための多体動力学シミュレーション分析ソフトウェアは複雑となり、その結果、大量の計算が行われる。最新のワークステーションが反射鏡の展開プロセスに対してシミュレーション分析を実行するためには3日を要する。本開示によれば、制御システムの設計、検査およびシミュレーション分析ソフトウェアにおいて必要とされる、簡略化慣性時間可変および力時間可変動力学モデル(inertia time-varying and force time-varying dynamics model)ならびにデータ・ベースを、多体動力学ソフトウェアによって得られるシミュレーション分析の結果、およびフレキシブル衛星搭載型多体トラス・メッシュ・アンテナ反射鏡の複雑な展開モデルのための検査の測定結果に基づいて、構築する方法を提供する。
[0036] ステップ(1)において、フレキシブル多体トラス・メッシュ・アンテナ反射鏡の展開プロセスの安全性を確保するために、フレキシブル多体トラス・メッシュ・アンテナ反射鏡に対して展開検査を実行する。歪みゲージを主要な測定点上に取り付けて、展開検査中における主要な測定点の力、モーメント、および応力についてのデータを測定し、主要測定点の構造設計パラメータおよび応力余裕が設計要件を満たすか否か検証し、更に、多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって実行された分析結果の正しさを検証する。
[0048] 反射鏡内におけるロッド、横断ロッド、および対角線ロッドの各接合点には、最大の質量を有し最大力を受けるヒンジが設けられ、反射鏡の展開プロセスにおける変形のマーク・ポイントとなる。したがって、等価質量単位の数は、垂直ロッド、横断ロッド、および対角性ロッドの接合点の数と等しくなるように選択される。いずれかの等価質量単位の力ベクトル時刻歴が変化すると、反射鏡の展開プロセスにおける等価質量単位に対応する垂直ロッド、横断ロッド、および対角線ロッドの各接合点の運動軌跡が変化する。したがって、このような簡略化動力学モデルは、異常分析およびトラブルシューティング能力を有する最適な簡略化モデルとなる。
[0054] ステップ(7a)において、ステップ(5)におけるデータ・ベースにおいて10通りの時刻歴(ten time histories)上のデータの符号の正しさ、および規模(order of magnitude)の正しさを検証する。
[0058] 本実施形態による衛星搭載型トラス・アンテナの軌道内動作状態の模式図である図2に示すように、フレキシブル衛星搭載型多体トラス・アンテナは、主に、大型の展開可能なマスト102、小型の展開可能なマスト103、反射鏡104、および焦点面フィード・アレイを含む。アンテナ反射鏡は、周辺トラス、反射ネット、ケーブル・ネット、コイル・スプリング、ケーブル(駆動コード105)、ケーブル滑車を有するT字状ヒンジ106、コイル・スプリングの開放速度を制御する雁木を有する同期ヒンジ109、摺動ヒンジと定位置固定機構とを含む対角線ロッド固定ヒンジ、垂直ロッド107(垂直ロッド107は偶数が付番されたロッド17aと奇数が付番されたロッド17bとを含む)、ならびに横断ロッド108(横断ロッドは、上位横断ロッド18aと下位横断ロッド18bとを含む)を含む。衛星本体101は、同期軌道内において捕捉された固定点であり、アンテナ、大型の展開可能なマスト、および小型の展開可能なマストは、折り畳み状態にある。地上からの遠隔アンテナ展開制御コマンドを受信すると、フープ押圧機構が解除され、モータ駆動下で大型マストが展開されて所定の位置に固定され、次いで、大型マストの軸上にある押圧機構が解除し、大型マストは、モータの駆動下でその正しい位置に来るようにその軸を中心として回転し、そして固定される。次いで、小型マストが回転軸を中心として回転し、正しい位置において固定される。小型マストは大型マストに連結されている。次いで、反射鏡の周囲に結束された火薬式カッタが爆発してアンテナのラッピング・テープを切断する。アンテナ反射鏡は、最初にコイル・スプリングの作用下で展開され、その間、アンテナ上に設置された2つの駆動モータが同時にケーブル(駆動コードとも呼ぶ)を引き込み(withdraw)始める。コイル・スプリングの駆動モーメントが抵抗モーメントと等しくなると、反射鏡の展開はもはや加速されない。抵抗モーメントがコイル・スプリングの駆動モーメントよりも大きくなると、反射鏡の展開は減速され、直ちに停止される。次いで、モータは、反射鏡が展開し続けるように駆動するために、アンテナの反射鏡が完全に展開されるまで、ケーブルをトラス対角線ロッドに引き込む(drag)。
[0065] この動力学モデルは、制御システム設計、検査、および分析シミュレーション・ソフトウェアにおいて一般に使用されるフレキシブル動力学モデルと比較すると、簡略化された動力学モデルである。その詳細について、"Satellite Attitude Dynamics and Control"(衛星姿勢動力学および制御)(第1版)、Shancheng TU, Astronautic Publishing House, in December 2001の第13.3章(可撓性付属物を有する衛星の姿勢制御)における動力学方程式(13−97)を参照するとよい。
[0072] (2)動力学シミュレーション分析に対する初期動作条件設定
[0073] 衛星搭載型トラス・アンテナ反射鏡の通常の展開プロセスでは、衛星搭載型アンテナの大型マストおよび小型マストの双方は初期状態において完全に展開および固定され、反射鏡は折り畳み状態になる。
[0075] 衛星全体(1対の太陽電池翼、大型アンテナ・マストおよび小型アンテナ・マスト、ならびに反射鏡の等価質量単位を含む)の質量、および衛星力学座標系における質量中心の初期位置を設定する。
[0077] 衛星本体座標系における衛星全体の慣性行列の初期値を設定する。
[0080] 簡略化動力学モデルは、反射鏡の展開プロセスにおいて、10通りの時刻歴、即ち、ステップ(5)において得られた、衛星制御システム設計、検査、および分析シミュレーション・ソフトウェアにおいて必要とされる慣性時間可変および力時間可変データ・ベースを必要とし、10通りの時刻歴は以下を含む。
[0082] (2)衛星力学座標系における衛星全体の質量中心の位置時刻歴、
[0083] (3)衛星力学座標系に対する60個の等価質量単位の各々の速度時刻歴、
[0084] (4)衛星力学座標系に対する60個の等価質量単位の各々の加速時刻歴、および
[0085] (5)衛星上における60個の等価質量単位の各々の反応力ベクトル時刻歴。ここで、反応力ベクトルの作用点は、衛星力学座標系における等価質量単位の位置となる。
[0087] (6)衛星本体座標系に対する60個の等価質量単位の各々の反応モーメント・ベクトル時刻歴、
[0088] (7)衛星本体座標系に対する60個の等価質量単位の各々の回転慣性時刻歴、
[0089] (8)衛星本体座標系に対する60個の等価質量単位の各々の角運動量ベクトル時刻歴、
[0090] (9)衛星本体座標系に対する衛星全体の回転慣性時刻歴、および
[0091] (10)衛星本体座標系に対する60個の等価質量単位の最終的反応モーメント・ベクトル時刻歴。
[0093] 雁木がない場合、各サンプリング期間においてコイル・スプリングの駆動モーメントの作用下における時刻歴毎に、1つのデータだけを供給すればよい。
[0095] 先に記載した5つの追加された時刻歴は、制御システム設計および検査シミュレーション分析において最も便利な入力データを選択し易くする。等価質量単位の反応モーメント・ベクトルの計算された最終的なモーメントは、制御システムによって衛星姿勢運動を計算するプロセスを簡略化し、計算時間を節約するために使用することができる。また、前述の5つの追加された時刻歴は、簡略化動力学モデルのデータに対する自己補正、および制御システムのシミュレーション結果の正当性の検証を容易にする。例えば、60個の等価質量単位の運動軌跡の空間曲線は、力学座標系における60個の等価質量単位の三次元位置時刻歴に基づいて、描くことができる。
[0098] トラス・アンテナ反射鏡が雁木を含む場合、多体動力学シミュレーション分析の結果は、60個の等価質量単位が、雁木の制御下でおよびコイル・スプリングの駆動下で周期的に加速および減速されることを示す。例えば、10msの期間毎に、この期間の前半において等価質量単位は均一の加速度で加速され、この期間の後半において均一の加速度でゼロまで減速される。
[0106] 対角線ロッド固定期間では、サンプリング期間は10ms以下であり、各等価質量単位は、固定されてゼロの速度を有するまで、各サンプリング期間において逆の均一加速度で減速される。
[0109] (5)座標系の定義
[0110] 衛星力学座標系を以下のように定義する。
[0113] c)OY軸は、衛星の南ボードの理論的外向き法線方向と一致する正の方向を有する。
[0115] e)OXYZ座標系は、右手規則に準拠する。
[0119] c) OYbは、ピッチ軸であり、衛星が地球に向かうとき、衛星軌道面の負の法線方向を指し示す。
[0121] OXbYbZbの座標系は右手規則に準拠する。
[0122] 衛星が同期軌道を飛行するとき、衛星順方向は真の東方向となり、軌道面の負の法線方向は真の南方向となる。また、本体座標系が衛星姿勢に基づく基準座標系となるときは、東−南座標系とも呼ぶ。
Claims (7)
- 多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法であって、
フレキシブル多体トラス・アンテナ反射鏡上で展開検査を実行し、前記展開検査中に主要測定点において力、モーメント、および応力についてのデータを測定するステップ(1)と、
前記トラス・アンテナ反射鏡における構成部品の特性モデルに基づいて、多体動力学シミュレーション・ソフトウェアを構築し、前記主要測定点の力、モーメント、および応力に対するシミュレーション分析を実行するステップ(2)と、
前記主要測定点の力、モーメント、および応力について実行した前記多体動力学シミュレーション分析の結果を、ステップ(1)における前記展開検査の測定結果と比較し、前記多体動力学シミュレーション分析の結果と前記測定結果との間の相対的誤差が所定の閾値範囲Aを超えることを比較結果が示す場合、前記多体動力学シミュレーション・ソフトエアにおいて、前記反射鏡における構成部品の各々の構造設計パラメータが完全であり正しいか否か再度チェックすることによって、ステップ(2)において構築した前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアを最適化するステップ(3)と、
前記相対的誤差が前記所定の閾値範囲Aを超えていないことを前記比較結果が示す場合、ホイール制御を行わないおよび太陽圧力外乱モーメントがないとした前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって供給された衛星姿勢変化結果および前記反射鏡における構成部品の各々の質量中心の運動軌跡に基づいて、衛星姿勢変化の物理プロセスが正当であるか否か分析し、更に前記衛星姿勢変化の物理プロセスが不当である場合、前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアにおいて、前記反射鏡における構成部品の各々の前記構造設計パラメータが完全であり正しいか否か再度チェックすることによって、ステップ(2)において構築した前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアを最適化するステップ(4)であって、前記衛星姿勢変化の物理プロセスが正当であるか否か分析するステップが、衛星全体角運動量が衛星全体角運動量保存の法則に従うか否か、および前記構成部品の各々の質量中心の運動軌跡が、多体動力学シミュレーションにおいて設定された通常または異常アンテナ反射鏡展開に対する動作条件を満たすか否か分析するステップを含む、ステップ(4)と、
前記反射鏡の各ヒンジを、コアとして、隣接する横断ロッド、隣接する垂直ロッド、および隣接する対角線ロッドと組み合わせることによって、トラス構造を損なわずに、前記反射鏡の多数の構成部品から複数の等価質量単位を組み立て、前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアを使用して、前記等価質量単位の各々の質量中心の位置時刻歴、速度時刻歴、加速時刻歴、および作用力ベクトル時刻歴を計算し、座標変換によって、衛星制御システム設計、検査、および分析シミュレーション・ソフトウェアにおいて必要とされる、簡略化慣性時間可変および力時間可変動力学モデルと、データ・ベースとを得るステップ(5)であって、
前記データ・ベースが、衛星力学座標系における前記等価質量単位の各々の位置時刻歴と、前記衛星力学座標系における衛星全体の質量中心の位置時刻歴と、前記衛星力学座標系に対する前記等価質量単位の各々の速度時刻歴と、前記衛星力学座標系に対する前記等価質量単位の各々の加速時刻歴と、前記衛星上における前記等価質量単位の各々の反応力ベクトル時刻歴と、衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の各々の反応モーメント・ベクトル時刻歴と、前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の各々の回転慣性時刻歴と、前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の各々の角運動量ベクトル時刻歴と、前記衛星本体座標系に対する前記衛星全体の回転慣性時刻歴と、前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の最終的反応モーメント・ベクトル時刻歴とを含み、
前記簡略化動力学モデルが、元の動力学方程式における前記衛星全体の質量中心に対する前記衛星全体の外乱モーメントおよび慣性行列を、前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の前記最終的反応モーメント・ベクトル時刻歴、および前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって前記分析から得られた前記衛星本体座標系に対する前記衛星全体の回転慣性時刻歴と置き換えることによって得られる、ステップ(5)と、
ステップ(5)において前記簡略化モデルおよび前記データ・ベースを使用して、ホイール制御を行わないおよび太陽圧力外乱モーメントがないとして前記衛星制御システム設計、検査、および分析シミュレーション・ソフトウェアによって実行されたシミュレーション分析から得られた三軸姿勢角度および三軸姿勢角速度を、それぞれ、前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって得られた三軸姿勢角度および三軸姿勢角速度と比較し、前記比較によって得られた相対的誤差が所定の閾値範囲Bを超えない場合、ステップ(5)において前記制御システム設計、検査、および分析シミュレーション・ソフトウェアに供給された、前記アンテナ反射鏡の展開プロセスのための前記簡略化モデルおよび前記データ・ベースが、実際の設計要件を満たすと判断するステップ(6)と、
ステップ(5)において、前記簡略化モデルおよび前記データ・ベースを使用し、ホイール制御を行わないおよび太陽圧力外乱モーメントがないとして前記衛星制御システム設計、検査、および分析シミュレーション・ソフトウェアによって実行されたシミュレーション分析から得られた前記三軸姿勢角度および前記三軸姿勢角速度を、前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって得られた三軸姿勢角度および三軸姿勢角速度と比較することによって得られた前記相対的誤差が前記所定の閾値範囲Bを超える場合、前記制御システム設計、検査、および分析シミュレーション・ソフトウェアに供給された前記簡略化動力学モデルに対応するデータ・ベースが正しいか否か繰り返し再チェックするステップ(7)と、
を含む、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法。 - 請求項1に記載の多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法において、ステップ(2)において、前記構成部品の特性モデルが、少なくとも、反射鏡コイル・スプリング受動駆動機構モデル、ケーブル滑車能動駆動機構モデル、および典型的なヒンジ摩擦モデルを含む、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法。
- 請求項1に記載の多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法において、ステップ(3)および(4)における前記所定の閾値範囲Aが、−30%から+30%である、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法。
- 請求項1に記載の多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法において、ステップ(6)および(7)における前記所定の閾値範囲Bが、−20%から+20%である、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法。
- 請求項1に記載の多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法において、ステップ(5)において、前記等価質量単位の各々の前記位置時刻歴、前記速度時刻歴、前記質量中心の加速時刻歴、および前記質量中心の作用力ベクトル時刻歴が、前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって、ルンゲ−クッタ法を使用して計算され、前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって使用される前記ルンゲ−クッタ法の選択されたサンプリング期間が正当であるか否かが、運動特性等価性の逆解法によって検証される、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法。
- 請求項5に記載の多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法において、前記ルンゲ−クッタ法の選択されたサンプリング期間が正当であるか否について、運動特性等価性の逆解法を使用して検証するための詳細な実施態様が、
前記等価質量単位の質量中心の位置時刻歴および速度時刻歴に基づいて、サンプリング期間の初期位置、終了位置、および初期速度を得るステップと、
線形運動方程式にしたがって、前記サンプリング期間における位置等価性の近似均一加速度(approximate uniform acceleration)を計算するステップと、
前記サンプリング期間において逆算された均一加速度と、前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアによって使用された前記ルンゲ−クッタ法によって得られた加速度との間の誤差が20%よりも小さい場合、前記サンプリング期間が正当に選択されたと判断するステップと、
を含む、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法。 - 請求項1に記載の多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法において、前記ステップ(7)において、前記再チェックが、
ステップ(5)において、前記データ・ベースにおける前記衛星力学座標系における前記等価質量単位の各々の位置時刻歴と、前記衛星力学座標系における衛星全体の質量中心の位置時刻歴と、前記衛星力学座標系に対する前記等価質量単位の各々の速度時刻歴と、前記衛星力学座標系に対する前記等価質量単位の各々の加速時刻歴と、前記衛星上における前記等価質量単位の各々の反応力ベクトル時刻歴と、衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の各々の反応モーメント・ベクトル時刻歴と、前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の各々の回転慣性時刻歴と、前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の各々の角運動量ベクトル時刻歴と、前記衛星本体座標系に対する前記衛星全体の回転慣性時刻歴と、前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の最終的反応モーメント・ベクトル時刻歴について、符号の正しさと、桁数の正しさを検証するステップ(7a)と、
前記多体動力学シミュレーション・ソフトウェアの初期動作条件設定における前記衛星全体の質量と、前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の各々の回転慣性時刻歴とに基づいて、ステップ(5)において得られた前記衛星本体座標系に対する前記衛星全体の前記回転慣性時刻歴の正しさを検証するステップ(7b)であって、前記衛星全体が、1対の太陽電池翼、大型アンテナ・マスト、小型アンテナ・マスト、および前記反射鏡の前記等価質量単位を含む、ステップ(7b)と、
互いに冗長である、前記衛星力学座標系における前記等価質量単位の各々の前記位置時刻歴、前記衛星力学座標系における前記衛星全体の質量中心の前記位置時刻歴、前記衛星力学座標系に対する前記等価質量単位の各々の前記速度時刻歴、前記衛星力学座標系に対する前記等価質量単位の各々の前記加速時刻歴、前記衛星上における前記等価質量単位の各々の前記反応力ベクトル時刻歴、前記衛星上における前記等価質量単位の各々の反応モーメント・ベクトル時刻歴、および前記衛星本体座標系に対する前記等価質量単位の前記最終的反応モーメント・ベクトル時刻歴の正当性を相互に逆検証するステップ(7c)と、
を含む、多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510374365.5 | 2015-06-30 | ||
CN201510374365.5A CN105160051B (zh) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | 基于多体分析试验的桁架天线反射器展开动力学建模方法 |
PCT/CN2015/090222 WO2017000396A1 (zh) | 2015-06-30 | 2015-09-22 | 基于多体分析试验的桁架天线反射器展开动力学建模方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018527650A JP2018527650A (ja) | 2018-09-20 |
JP6542919B2 true JP6542919B2 (ja) | 2019-07-10 |
Family
ID=54800907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017568364A Active JP6542919B2 (ja) | 2015-06-30 | 2015-09-22 | 多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3318993B1 (ja) |
JP (1) | JP6542919B2 (ja) |
CN (1) | CN105160051B (ja) |
WO (1) | WO2017000396A1 (ja) |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105843074B (zh) * | 2016-03-28 | 2018-08-14 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种获取天线在轨振动影响的动力学建模方法 |
CN105956348B (zh) * | 2016-06-29 | 2019-04-09 | 上海航天控制技术研究所 | 一种航天器动力学建模方法 |
CN106250609B (zh) * | 2016-07-28 | 2019-02-19 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种大口径环形反射器分布式非线性驱动展开方法 |
CN106934097B (zh) * | 2017-02-09 | 2020-03-17 | 西安电子科技大学 | 面向电性能的空间网状天线关键动力学模态选取方法 |
CN107065910B (zh) * | 2017-04-24 | 2020-01-14 | 西北工业大学 | 空间绳系抓捕系统保持阶段系绳面内面外角稳定控制方法 |
CN107545126B (zh) * | 2017-09-28 | 2019-11-26 | 大连理工大学 | 一种基于多体系统滑移绳索单元的聚合式张拉整体结构动力响应分析方法 |
CN108446457B (zh) * | 2018-02-28 | 2022-03-04 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种卫星星架系统动力学响应分析方法和系统 |
CN108984840B (zh) * | 2018-06-15 | 2023-04-14 | 北京控制工程研究所 | 环型天线展开过程竖杆等效卫星姿态运动建模方法及系统 |
CN109253871B (zh) * | 2018-08-31 | 2020-02-07 | 长安大学 | 挖掘机下车架等效力时间历程获取及疲劳试验谱整理方法 |
CN109376386B (zh) * | 2018-09-19 | 2020-05-26 | 广州广电计量检测股份有限公司 | 天线模型的构建方法和装置、车载天线模型的构建方法 |
CN109543227B (zh) * | 2018-10-22 | 2023-04-07 | 西安电子科技大学 | 大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法、雷达天线 |
CN110162818A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-08-23 | 北京机电工程研究所 | 伞弹系统弹道计算方法 |
CN109376482B (zh) * | 2018-11-30 | 2023-02-03 | 北京宇航系统工程研究所 | 一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法 |
CN109583107B (zh) * | 2018-12-06 | 2023-08-18 | 国电联合动力技术有限公司 | 柔性塔筒的低风速智能优化方法、装置及存储介质 |
CN109740186B (zh) * | 2018-12-10 | 2020-08-14 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种针对航天器大型附件在轨未展开的故障处置方法 |
CN109446742B (zh) * | 2018-12-24 | 2022-10-11 | 西安石油大学 | 半潜式钻井平台管子处理装备抓管机多体动力学仿真方法 |
CN109884593B (zh) * | 2019-01-19 | 2023-05-23 | 西安电子科技大学 | 一种测控集成的大型天线自适应抗风扰系统及设计方法 |
CN109726515B (zh) * | 2019-01-29 | 2022-06-24 | 西北工业大学 | 一种细胞卫星吸附式抓捕非合作目标方法 |
CN111651849A (zh) * | 2019-02-18 | 2020-09-11 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种汽车实时动力学模块化建模方法、装置及存储介质 |
CN110532581B (zh) * | 2019-05-14 | 2023-01-03 | 武汉弗雷德斯科技发展有限公司 | 一种四轴机械臂的动力学建模方法 |
CN110765547B (zh) * | 2019-09-25 | 2023-09-12 | 上海航天控制技术研究所 | 一种简化的飞网捕获空间碎片动力学建模方法 |
CN110568773B (zh) * | 2019-09-29 | 2023-02-03 | 上海航天控制技术研究所 | 一种控制力矩陀螺群故障模拟仿真测试的方法及系统 |
CN111027135B (zh) * | 2019-11-20 | 2023-05-12 | 上海航天控制技术研究所 | 扑翼空气动力情况仿真方法 |
CN112861389B (zh) * | 2019-11-27 | 2024-04-16 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 风电齿轮箱振动监测位置优化方法、系统、介质及设备 |
CN111177859B (zh) * | 2019-12-09 | 2023-09-12 | 上海航天控制技术研究所 | 一种桁架天线的动力学等效连续体建模方法 |
CN113010970B (zh) * | 2019-12-20 | 2023-07-14 | 上海烟草机械有限责任公司 | 一种基于creo三维软件的凸轮设计方法 |
CN111222270B (zh) * | 2019-12-25 | 2023-04-14 | 华东理工大学 | 一种基于轮轨耦合的过山车轨道振动响应测试方法及应用 |
CN111859559A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-30 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 一种软钢臂单点系泊系统的动力特性分析方法 |
CN111814378B (zh) * | 2020-07-14 | 2024-02-13 | 北京卫星环境工程研究所 | 综合温度循环和三轴六自由度的环境效应仿真方法和装置 |
CN111879290A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-03 | 上海宇航系统工程研究所 | 大型天线机械指向精度测量方法 |
CN113946914B (zh) * | 2020-07-16 | 2024-04-12 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种回转式小行星采样装置的扭矩动力学仿真方法 |
CN112009723B (zh) * | 2020-07-23 | 2021-12-07 | 中国空间技术研究院 | 一种利用卫星自旋在轨展开二维平面可展机构的方法 |
CN112084592A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-15 | 上海交通大学 | 折叠式桁架动力学分析系统、方法、装置和存储介质 |
CN112016163B (zh) * | 2020-09-07 | 2022-10-18 | 上海航天控制技术研究所 | 一种基于数据驱动的卫星帆板展开仿真模拟方法 |
CN112329131B (zh) * | 2020-10-10 | 2024-04-05 | 中国运载火箭技术研究院 | 一种标准测试模型生成方法、生成装置及存储介质 |
CN112380742A (zh) * | 2020-10-31 | 2021-02-19 | 华南理工大学 | 一种任意形状均质物体绕任意旋转轴的转动惯量计算方法 |
CN112632815A (zh) * | 2020-12-06 | 2021-04-09 | 北京工业大学 | 一种石墨烯可展开天线热结构动力学建模方法 |
CN112537463B (zh) * | 2020-12-08 | 2022-06-28 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | 卫星姿态控制方法及系统 |
CN112613167A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-06 | 北京电子工程总体研究所 | 一种基于绳索操控的两体动力学建模方法 |
CN112649046B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-08-30 | 中建八局第三建设有限公司 | 一种全过程模拟仿真系杆拱桥整体顶推监控方法 |
CN112699506B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-08-12 | 华中光电技术研究所(中国船舶重工集团公司第七一七研究所) | 一种光电二维反射镜的动力学仿真验证方法 |
CN112948990B (zh) * | 2021-01-27 | 2023-11-28 | 北京电子工程总体研究所 | 一种柔性绳索连接的气囊和吊舱动力学校模方法 |
CN113013633B (zh) * | 2021-02-07 | 2022-02-18 | 上海航天测控通信研究所 | 一种带指向机构大口径反射面天线共形设计方法 |
CN113254056B (zh) * | 2021-04-16 | 2022-04-19 | 荣耀终端有限公司 | 一种更新预警及故障修复的方法及设备 |
CN113111461B (zh) * | 2021-04-20 | 2022-04-29 | 通号(长沙)轨道交通控制技术有限公司 | 一种隔离开关合闸力矩的仿真计算方法 |
CN113707242B (zh) * | 2021-08-25 | 2024-01-23 | 常州工学院 | 一种固体推进剂率相关内聚力本构模型的构建方法 |
CN113675615B (zh) * | 2021-08-25 | 2023-11-24 | 沈阳建筑大学 | 宇航折展天线反射器及设置有该种反射器的卫星系统 |
CN113879573B (zh) * | 2021-09-18 | 2023-06-13 | 长光卫星技术股份有限公司 | 一种基频与转动惯量可调的太阳翼地面模拟系统 |
CN113901690B (zh) * | 2021-10-13 | 2024-04-12 | 上海航天测控通信研究所 | 星载反射面天线在轨热变形性能评估方法 |
CN114109884A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-01 | 西安热工研究院有限公司 | 一种空冷风机现场考核试验方法 |
CN114634150B (zh) * | 2022-03-08 | 2023-05-30 | 北京邮电大学 | 一种基于激光位置传感器的鹤管自动对位系统 |
CN114683285B (zh) * | 2022-03-31 | 2024-03-26 | 中国空间技术研究院 | 一种快捷空间机器人仿真建模方法及系统 |
CN114841033B (zh) * | 2022-04-08 | 2024-04-19 | 国家高速列车青岛技术创新中心 | 一种辐条车轮设计方法 |
CN115618477B (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-10 | 成都流体动力创新中心 | 多体运动仿真专业模板库的构建方法及装置 |
CN115809584B (zh) * | 2023-02-01 | 2023-04-11 | 北京控制工程研究所 | 变构型变参数的复杂连接多体动力学建模方法 |
CN116280294B (zh) * | 2023-03-24 | 2024-03-12 | 北京航辰机载智能系统科技有限公司 | 地面测试环境中惯性力模拟方法及系统 |
CN116605423B (zh) * | 2023-05-11 | 2024-03-22 | 北京星河动力装备科技有限公司 | 用于火箭垂直回收的着陆腿结构 |
CN117552895B (zh) * | 2023-06-25 | 2024-03-22 | 北京理工大学 | 一种固体火箭发动机贮存结构完整性的缩比试验方法 |
CN116956676B (zh) * | 2023-07-24 | 2024-03-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种纳米晶微小型密封电磁继电器动态特性仿真分析方法 |
CN116738765B (zh) * | 2023-08-10 | 2023-11-21 | 北京国星创图科技有限公司 | 一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7337097B2 (en) * | 2004-03-18 | 2008-02-26 | The Boeing Company | Dynamic modeling technique for the deployment of large satellite antennas |
JP2010086092A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Mitsubishi Space Software Kk | 衛星設計支援装置、衛星設計支援プログラム及び衛星設計支援方法 |
CN104133932B (zh) * | 2014-05-27 | 2016-03-30 | 中国空间技术研究院 | 一种基于多学科优化的卫星总体方案确定系统及实现方法 |
-
2015
- 2015-06-30 CN CN201510374365.5A patent/CN105160051B/zh active Active
- 2015-09-22 EP EP15896926.1A patent/EP3318993B1/en active Active
- 2015-09-22 JP JP2017568364A patent/JP6542919B2/ja active Active
- 2015-09-22 WO PCT/CN2015/090222 patent/WO2017000396A1/zh active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105160051B (zh) | 2018-01-05 |
JP2018527650A (ja) | 2018-09-20 |
CN105160051A (zh) | 2015-12-16 |
EP3318993A4 (en) | 2019-03-27 |
WO2017000396A1 (zh) | 2017-01-05 |
EP3318993A1 (en) | 2018-05-09 |
EP3318993B1 (en) | 2022-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6542919B2 (ja) | 多体分析検査に基づくトラス・アンテナ反射鏡展開動力学モデリング方法 | |
Murphy et al. | Demonstration of a 20-m solar sail system | |
Hesse et al. | Consistent structural linearisation in flexible-body dynamics with large rigid-body motion | |
Gasbarri et al. | Control-oriented modelization of a satellite with large flexible appendages and use of worst-case analysis to verify robustness to model uncertainties of attitude control | |
Chamberlain et al. | Structural analysis methods for the roll-out solar array flight experiment | |
Wu et al. | Computational and experimental study on dynamic instability of extended bistable carbon/epoxy booms subjected to bending | |
McPherson et al. | Dynamics and estimation of origami-inspired deployable space structures: A review | |
Sakamoto et al. | Transient dynamic analysis of gossamer-appendage deployment using nonlinear finite element method | |
Murali et al. | Mechanical-attitude controller co-design of large flexible space structures | |
Murphy | Validation of a scalable solar sailcraft system | |
Wu et al. | Single-layer deployable truss structure driven by elastic components | |
Blomquist | Heliogyro control | |
Kutsenko et al. | Geometrical modeling of the shape of a multilink rod structure in weightlessness under the influence of pulses on the end points of its links | |
Rea et al. | Preliminary failure analysis of an innovative morphing flap tailored for large civil aircraft applications | |
Tian et al. | Dynamics of space deployable structures | |
Sheng et al. | CFD/CSD Coupled Simulations for a Helicopter Rotor in Forward and Maneuvering Flight | |
Quadrelli et al. | Sensitivity studies of the deployment of a square inflatable solar sail with vanes | |
LaCroix et al. | Aeroelastic model for macrofiber composite actuators on micro air vehicles | |
Boeswald et al. | Solar Impulse-Ground vibration testing and finite element model validation of a lightweight aircraft | |
Wilkie et al. | Recent progress in heliogyro solar sail structural dynamics | |
Baldesi et al. | ESA launcher flight dynamics simulator used for system and subsystem level analyses | |
Tutt et al. | Applications of ls-dyna to structural problems related to recovery systems and other fabric structures | |
OOSHIMA et al. | Method for analysis of planar motion of system with rigid and extremely flexible components via analogy with contact problem of rigid bodies | |
Otsuka et al. | Multibody modeling using absolute nodal coordinate plate element for deployable aerospace structures | |
GIURI et al. | Air-to-air automatic landing for multirotor UAVs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190528 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6542919 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |