小型卫星对接平台动力学仿真研究与特性分析

本文主要探讨了小型卫星立式对接测试平台的动力学特性，发表于2014年4月的哈尔滨理工大学学报。研究者张元、孙丽丽、胡乃文和王健针对这一关键领域的技术挑战，通过动力学联合仿真方法，深入分析了测试平台与三爪式对接机构的工作原理。 首先，他们构建了一个动态模型，重点集中在接触瞬间的滚转装置上，这涉及到对接过程中的关键环节。通过建立试验系统坐标系，研究人员能够精确地追踪和理解各个部件在空间中的运动和力的交互。他们对接触点的作用力进行了详细的分析，这是确保对接安全性和有效性的核心要素。 为了简化复杂的运动装置，作者采用了质量动代换的技术，这种方法允许他们将某些部分的动态特性转化为简化形式，以便更好地理解和控制整个系统的动力学行为。这种简化使得建立对接初始条件下滚转装置的动力学方程成为可能，这些方程描述了系统在特定条件下的运动规律和受力情况。 基于Hertz弹性碰撞模型理论，作者利用高级仿真软件ADAMS进行了动力学仿真。在正碰和斜碰两种不同初始条件下，他们进行了两组对比实验，目的是探索这些初始条件对球关节运动学特性以及受力状态的影响。结果显示，随着初始角度的增大，球关节质心处的受力会显著增加，同时其运动学特性也发生相应的变化，这直接影响到对接过程的稳定性和效率。 这篇论文的重要性在于它提供了对小型卫星立式对接测试平台动力学性能的深入理解，这对于设计和优化这类复杂航天设备具有实际意义。通过数值模拟，科研人员能够预测并控制对接过程中可能出现的问题，从而提升对接的成功率和系统的可靠性。这在当今航天技术快速发展的背景下，无疑是一项重要的研究成果。