射电望远镜馈源支撑系统振动分析与建模

"这篇论文是2013年发表在《清华大学学报（自然科学版）》上，由刘志华、唐晓强、王立平和邵珠峰等人撰写，研究了射电望远镜馈源支撑系统的振动特性。文中讨论了我国正在建设的世界最大单一口径射电望远镜，其馈源支撑系统采用刚柔串联的两级并联机构，特别是Stewart并联机构的设计。" 射电望远镜馈源支撑系统的振动特性是确保望远镜观测精度和稳定性的重要因素。馈源支撑系统采用了刚柔串联的两级并联机构，其中Stewart并联机构用于精确调整定位。然而，Stewart平台在运动过程中产生的反作用力会导致索并联机构发生振动，这对系统的性能造成影响。 在分析过程中，研究人员将6根绳索简化为6个弹簧阻尼器，这是一种简化模型，有助于理解复杂系统的行为。通过应用Newton-Euler动力学方法，他们建立了整个系统的完整动力学模型，并推导出了系统状态方程。这一步是解析系统动态行为的关键，因为它描述了系统各部分之间的相互作用和运动规律。 为了求解这些复杂的动力学方程，研究者提出了数值求解方法。此外，他们还运用Adams仿真软件进行了验证，这是一种常用的多体动力学仿真工具，可以模拟实际环境中的物理现象，包括振动行为。通过仿真，他们发现当Stewart平台上负载质量增加时，索平台的振动会加剧，响应速度减缓，而绳索拉力的峰峰值与负载质量呈现大致线性的关系。这一发现对于优化支撑系统设计，减轻振动影响，以及提高望远镜观测精度具有重要意义。 论文关键词包括索并联机构、柔性支撑、动力学建模、振动特性和射电望远镜，表明了研究的主要关注点。中图分类号TP242.2则将该研究归类为自动控制技术领域，文献标志码A则表示这是一篇原创性的科学研究论文。 这篇论文深入探讨了射电望远镜馈源支撑系统的动力学特性，为解决由于Stewart并联机构引起的振动问题提供了理论基础和计算方法，对于提升大型射电望远镜的性能有重要参考价值。