仿生抗冲击Stewart隔振平台的动力学与控制
2021-05-18彭远生代洪华张皓岳晓奎
西北工业大学学报 2021年2期
关键词:结构
彭远生, 代洪华, 张皓, 岳晓奎
(1.西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072; 2.航天飞行动力学技术重点实验室, 陕西 西安 710072;3.中国科学院 空间应用工程与技术中心, 北京 100094)
非合作目标包括故障航天器[1]、空间碎片[2]等,在非合作目标的柔顺抓捕过程中,由于和服务航天器之间存在相对速度,产生接触碰撞[3],将对服务航天器的组件造成冲击,不利于服务航天器精密仪器的安全保护和后续的姿态稳定控制[4],因此,必须采取有效的隔振手段对抓捕目标和服务航天器之间的冲击进行隔离。
Park[5]在理论和实验上详尽地分析了线性阻尼弹簧隔振器的隔振性能,但是线性阻尼弹簧隔振器主要通过增加线性阻尼来加快速度的衰减同时也会降低振幅,导致对大于系统固有频率的周期力的隔振性能变差。Carrella等[6-7]和Zheng等[8-9]对准零刚度隔振器的各种隔振应用进行了广泛研究。然而,研究表明,由于准零刚度隔振器的非线性刚度性质,可能会发生非常复杂的非线性行为,例如分叉和混沌[10-11]。而且,在低刚度的情况下,准零刚度隔振器负载能力低,隔振应用场合受到极大限制。Dai等[12]提出了二自由度新型仿生抗冲击结构,并详尽分析了被动隔振时仿生抗冲击结构的参数对隔振性能的影响,研究表明仿生抗冲击结构具有更好的隔振效果,但无法消除被动隔振存在的速度漂移问题。对于多自由度的隔振平台研究,主要围绕并联隔振平台的研究展开,其中主要包括Stewart平台。王超新等[13]对下平台固定的Stewart隔振平台进行了星载微振动的主动隔振性能分析,但未考虑下平台的运动情况。……
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