【技术实现步骤摘要】
一种卫星太阳电池阵多学科仿真系统及方法
本专利技术涉及航天领域,尤其涉及一种卫星太阳电池阵多学科仿真系统及方法。
技术介绍
卫星太阳电池阵的设计需要进行大量的仿真分析工作,专业性强,专业面广,涉及机构、结构、电子、热、控制及计算机软件等专业,且各个专业学科之间相互耦合,相互制约。需要根据这种学科之间的耦合关系,进行多轮从简至繁的设计迭代,进行大量的方案对比,以最终完成研发过程。以往对太阳电池阵进行建模和分析均采用手动方式,用时长、迭代困难、使太阳电池阵的设计周期较长。
技术实现思路
本专利技术提供一种卫星太阳电池阵多学科仿真系统及方法,以解决现有的卫星太阳电池设计所存在的用时长、迭代困难的问题。根据本专利技术的第一方面,提供了一种卫星太阳电池阵多学科仿真系统,包括:模态分析模块,用于根据太阳电池阵参数,创建太阳电池阵的参数化分析模型,所述参数化分析模型包括收拢模型和展开模型,进行模态分析得到包括收拢状态和展开状态的各阶模态频率的模态分析结果,并生成整机柔性体文件;刚柔耦合机构运动学分析模块,用于根据所述模态分析结果,在计算节点上创建太阳电池阵的刚柔耦合机构动力学模型,进行刚柔耦合机构动力学分析,获得太阳电池阵的展开过程和展开时间,生成刚柔耦合机构动力学分析结果;强度分析模块,用于根据所述刚柔耦合机构动力学分析结果,设定分析工况,在计算节点上对太阳电池阵模型进行展开冲击状态和发射阶段准静态过载状态的强度分析,获得太阳电池阵在展开冲击状态和发射阶段准静态过载状态的应力;机电耦合分析模块;用于根据所述整机柔性体文件,在所述计算节点上进行驱动机构的机构动力学分析,得到 ...
【技术保护点】
1.一种卫星太阳电池阵多学科仿真系统,其特征在于,包括:模态分析模块,用于根据太阳电池阵参数,创建太阳电池阵的参数化分析模型,所述参数化分析模型包括收拢模型和展开模型,进行模态分析得到包括收拢状态和展开状态的各阶模态频率的模态分析结果,并生成整机柔性体文件;刚柔耦合机构运动学分析模块,用于根据所述模态分析结果,在计算节点上创建太阳电池阵的刚柔耦合机构动力学模型,进行刚柔耦合机构动力学分析,获得太阳电池阵的展开过程和展开时间,生成刚柔耦合机构动力学分析结果;强度分析模块,用于根据所述刚柔耦合机构动力学分析结果,设定分析工况,在计算节点上对太阳电池阵模型进行展开冲击状态和发射阶段准静态过载状态的强度分析,获得太阳电池阵在展开冲击状态和发射阶段准静态过载状态的应力;机电耦合分析模块;用于根据所述整机柔性体文件,在所述计算节点上进行驱动机构的机构动力学分析,得到驱动机构电压、电流、负载力矩变化曲线;人机交互界面模块,用于获得输入的太阳电池阵参数,并显示所述模态分析模块、刚柔耦合机构运动学分析模块、强度分析模块、机电耦合分析模块的分析结果;基础数据库模块,用于存储仿真分析所需的材料库、参数库、模 ...
【技术特征摘要】
1.一种卫星太阳电池阵多学科仿真系统,其特征在于,包括:模态分析模块,用于根据太阳电池阵参数,创建太阳电池阵的参数化分析模型,所述参数化分析模型包括收拢模型和展开模型,进行模态分析得到包括收拢状态和展开状态的各阶模态频率的模态分析结果,并生成整机柔性体文件;刚柔耦合机构运动学分析模块,用于根据所述模态分析结果,在计算节点上创建太阳电池阵的刚柔耦合机构动力学模型,进行刚柔耦合机构动力学分析,获得太阳电池阵的展开过程和展开时间,生成刚柔耦合机构动力学分析结果;强度分析模块,用于根据所述刚柔耦合机构动力学分析结果,设定分析工况,在计算节点上对太阳电池阵模型进行展开冲击状态和发射阶段准静态过载状态的强度分析,获得太阳电池阵在展开冲击状态和发射阶段准静态过载状态的应力;机电耦合分析模块;用于根据所述整机柔性体文件,在所述计算节点上进行驱动机构的机构动力学分析,得到驱动机构电压、电流、负载力矩变化曲线;人机交互界面模块,用于获得输入的太阳电池阵参数,并显示所述模态分析模块、刚柔耦合机构运动学分析模块、强度分析模块、机电耦合分析模块的分析结果;基础数据库模块,用于存储仿真分析所需的材料库、参数库、模型库;计算调度模块,用于管理仿真分析的所述计算节点。2.根据权力要求1所述的卫星太阳电池阵多学科仿真系统,其特征在于,包括:所述模态分析模块进行模态分析后得到整机前十阶模态振动频率和振型的位移、应力云图,模态分析结果中的参数和图片自动输出到报告中。3.根据权力要求1所述的卫星太阳电池阵多学科仿真系统,其特征在于,包括:所述刚柔耦合机构运动学分析模块读取所述模态分析结果以获得连接架和基板的柔性体文件,进行刚柔耦合,得到初始收拢状态模型;所述初始收拢状态模型中整个太阳电池阵框架为刚体,连接架和基板为柔性体,坐标系与所述收拢模型的坐标系相同。4.根据权力要求1所述的卫星太阳电池阵多学科仿真系统,其特征在于,所述强度分析模块根据所述刚柔耦合机构动力学分析结果提取得到整个展开过程的最大载荷,同时对所述太阳电池阵模型进行细化、把载荷加载到太阳电池阵部件的受力位置并设置边界,然后进行强度分析,仿真得到基板和铰链的应力并生成报告。5.根据权力要求1所述的卫星太阳电池阵多学科仿真系统,其特征在于,所述机电耦合分析模块读取所述整机柔性体文件后,建立太阳电池阵和驱动机构的机电一体化模型,对系统进行机构动力学分析,得到驱动机构电压、电流、负载力矩变化曲线并生成报告。6.根据权力要求1所述的卫星太阳电池阵多学科仿真系统,其特征在于,所述人机交互界面模块包括:参数界面和分析界面;所述参数界面的参数包括:所述模态分析模块、刚柔耦合机构运动学分析模块、强度分析模块、机电耦合分析模块的参数以及...
【专利技术属性】
技术研发人员:王栋梁,崔琦峰,王威,孙世超,赵真,王碧,臧旭,徐晓辉,
申请(专利权)人:上海宇航系统工程研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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