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邓子辰,张凯,李庆军,安思奇,李纪辉.超大型航天结构动力学与控制的保辛方法[J].计算力学学报,2024,41(1):108~117
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超大型航天结构动力学与控制的保辛方法
Reviews on symplectic method for dynamics and control of ultra-large space structures
投稿时间:2023-09-01  修订日期:2023-11-01
DOI:10.7511/jslx20230901002
中文关键词:  超大型航天器  保辛方法  动力学与控制  波动特性分析
英文关键词:ultra-large spacecraft  symplectic method  dynamics and control  wave characteristics
基金项目:国家自然科学基金(12232015;12072266)资助项目.
作者单位E-mail
邓子辰 西北工业大学 工程力学系, 西安 710072
西北工业大学 航空学院, 西安 710072 
dweifan@nwpu.edu.cn 
张凯 西北工业大学 工程力学系, 西安 710072  
李庆军 中山大学 航空航天学院, 深圳 518107  
安思奇 西湖大学 工学院, 杭州 310024  
李纪辉 西北工业大学 工程力学系, 西安 710072  
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中文摘要:
      超大型航天器是空间资源探索和利用的重要空间基础设施,也是实现航天强国目标的重大战略性航天装备。由于这类结构的质量和尺寸巨大,将带来在轨运行中的姿-轨-结构耦合和在轨姿态控制问题。同时,结构的超大尺度、构型变化与空间环境相互作用将产生极复杂的结构振动和大型结构特有的波动现象。这些为其动力学建模与数值求解、在轨精确姿态控制、低频结构振动抑制和振动波动耦合的特性调控等提出了新的挑战。本文介绍了本团队近十年基于保辛方法针对上述问题取得的研究进展,包括超大型航天结构在轨耦合动力学与姿态控制、超大型航天结构波动力学行为与控制、可展开结构设计以及变刚度主动控制方法等。
英文摘要:
      A ultra-large spacecraft is a significant space infrastructure for the exploration and utilization of space resources, and also an important aerospace equipment to achieve the goal of becoming a powerful space nation.With its ultra-large size, ultra-flexible structure, and ultra-low fundamental frequency, ultra-large spacecrafts present new challenges in terms of dynamic modeling, numerical analysis, precise attitude control, low-frequency vibration suppression, and wave characteristics adjustment.This paper introduces our research progress for the above problems based on symplectic methods, including on-orbit coupling dynamics and attitude control, wave analysis and control, design of deployable space structures, and variable-stiffness active control methods.
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