基于动力学代理模型的网状天线展开过程规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于动力学代理模型的网状天线展开过程规划方法，包括：确定环形可展开天线的基本参数；根据天线基本参数，建立几何模型G

【技术实现步骤摘要】
基于动力学代理模型的网状天线展开过程规划方法


[0001]本专利技术属于雷达天线
，涉及一种基于动力学代理模型的网状天线展开过程规划方法。

技术介绍

[0002]随着航天科技的快速发展，大型星载可展开天线已经被广泛应用于电子侦察、空间通信、气象监测、导航等领域，正朝着大口径、高精度、轻质量、高收纳比的方向发展。在各种类型的星载天线中，环形桁架式可展开天线由于其口径大、收纳率高、面密度小等优点，已成为目前研究的热点之一。天线能否在轨顺利展开决定着航天器任务的成败，因此，很有必要研究如何对环形天线的展开过程进行合理的运动规划。
[0003]环形桁架式可展开天线是由环形桁架、张拉索网结构和驱动绳索组成的复杂多体系统。其中，环形桁架结构由一系列基本的平行四边形单元组成，驱动绳索通过桁架结构中的导向滑轮和空心斜杆贯穿于整个环形桁架中。天线展开过程中，电机通过收纳驱动绳索从而使整个环形桁架实现展开，其展开过程受铰链间摩擦、索网张力、驱动索柔性等多种非线性因素的影响，主要表现为：驱动绳索的柔性、索网张力等参数会对天线展开过程中的展开角加速度和驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于动力学代理模型的网状天线展开过程规划方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，确定环形网状天线的基本参数，包括：环形桁架的四边形单元数目N
t
、桁架单元横杆长度L1、桁架单元竖杆长度L2、横杆外径D1、横杆壁厚t1、竖杆外径D2、竖杆壁厚t2、索网拓扑结构、索网初始节点坐标R0、驱动绳索的外径D
d
、索网结构材料参数M
c
、桁架结构材料参数M
t
及驱动绳索的材料参数M
d
；步骤2，根据步骤1建立的基本参数建立天线环形桁架结构几何模型G
t
、张拉索网结构几何模型G
c
及整体结构几何模型G
a
；步骤3，基于运动学分析对天线的展开过程进行轨迹规划，获取驱动绳索的最优收纳轨迹，得到决定驱动索收纳长度变化规律的控制参数，记为x0；步骤4，建立并求解包含驱动绳索
‑
滑轮系统的网状天线展开动力学分析模型；步骤5，建立并求解基于动力学代理模型的天线展开过程轨迹优化模型；步骤6，输出天线展开过程最优规划结果。2.根据权利要求1所述的基于动力学代理模型的网状天线展开过程规划方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程为：步骤4.1，建立网状天线的展开动力学分析模型；步骤4.2，求解天线展开动力学分析模型，并输出结果。3.根据权利要求2所述的基于动力学代理模型的网状天线展开过程规划方法，其特征在于：所述步骤4.1的具体过程为：步骤4.1.1，将步骤2得到的环形桁架结构几何模型导入ADAMS软件中，得到环形桁架结构力学模型；步骤4.1.2，基于ADAMS/Cable模块在桁架的各个五杆铰链处创建3个导向滑轮；步骤4.1.3，建立驱动绳索，保证驱动绳索通过导向滑轮且贯穿于斜杆中；步骤4.1.4，设置天线模型中的摩擦系数，具体包括：铰链间的摩擦系数μ1和驱动绳索与滑轮间的摩擦系数μ2；步骤4.1.5，施加约束：将驱动绳索收放处的五杆铰链设定为固定端，并对与该五杆铰链相连的竖杆施加固定约束；步骤4.1.6，确定索网作用力：根据步骤2得到的张拉索网结构几何模型，确定天线展开过程中索网作用在各个桁架铰链处的作用力随展开角θ的变化规律F
c
(θ)；步骤4.1.7，将步骤4.1.6得到的索网作用力F
c
(θ)施加到各个桁架铰链处，即可完成网状天线展开动力学分析模型的建立。4.根据权利要求3所述的基于动力学代理模型的网状天线展开过程规划方法，其特征在于：所述步骤4.2的具体过程为：步骤4.2.1，选择决定驱动索收纳长度变化规律的控制参数x作为输入参数；步骤4.2.2，采用ADAMS/Solver模块的GSTIFF求解器对步骤4.1建立的天线展开动力学分析模型进行求解，得到天线展开角加速度的时间历程数据y
θ
(x,t)和驱动功率的时间历程数据y
P
(x,t)；步骤4.2.3，提取天线展开过程中的展开角加速度峰值和驱动功率峰值作为输出参数，表示为：
y
θ
＝max(y
θ
(x,t))y

【专利技术属性】
技术研发人员：杨癸庚，汤奥斐，元振毅，思悦，张燕飞，王琪龙，郭伟超，孔令飞，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：