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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本公开实施例公开了一种用于平板式卫星的帆板的同步展开设计方法及系统，涉及卫星结构技术领域；该同步展开设计方法包括：在第一子帆板、第二子帆板以及第三子帆板的展开过程中，获取第一子帆板、第二子帆板以及第三子帆板各自的第一展开角度分别与对应的扭簧的刚度系数之间的第一对应关系；当第一展开角度为第一子帆板、第二子帆板以及第三子帆板同步展开时的第二展开角度时，基于第一对应关系，获取第一子帆板、第二子帆板以及第三子帆板对应的扭簧的刚度系数。通过本公开实施例提供的同步展开设计方法能够实现第一子帆板、第二子帆板以及第三子帆板同步展开。

主权项：1.一种用于平板式卫星的帆板的同步展开设计方法，其特征在于，所述帆板包括第一子帆板、第二子帆板以及第三子帆板，并且所述平板式卫星的主体、所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板依次通过带有扭簧的铰链组件连接，所述同步展开设计方法包括：在所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板的展开过程中，获取所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板各自的第一展开角度分别与对应的所述扭簧的刚度系数之间的第一对应关系；其中，所述在所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板的展开过程中，获取所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板各自的第一展开角度分别与对应的所述扭簧的刚度系数之间的第一对应关系，包括：在所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板的展开过程中，确定所述帆板的动能方程如下所示： 其中，，，，，，；m1表示所述第一子帆板的质量；m2表示所述第二子帆板的质量；m3表示所述第三子帆板的质量；α表示所述第一子帆板的第一展开角度；表示所述第一子帆板的第一展开角速度；θ表示所述第二子帆板的第一展开角度；表示所述第二子帆板的第一展开角速度；β表示所述第三子帆板的第一展开角度；表示所述第三子帆板的展开第一角速度；表示所述第一子帆板的长度；表示所述第二子帆板的长度；表示所述第三子帆板的长度；表示所述第二子帆板中的与所述第一子帆板连接的端部与所述第二子帆板的质心之间的距离；表示所述第三子帆板中的与所述第二子帆板连接的端部与所述第三子帆板的质心之间的距离；基于所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板对应的所述扭簧的驱动力矩，获得所述帆板的势能方程如下所示： 其中，表示所述第一子帆板展开时对应的扭簧的驱动力矩；表示所述第一子帆板展开时对应的扭簧的刚度系数；表示所述第二子帆板展开时对应的扭簧的驱动力矩；表示所述第二子帆板展开时对应的扭簧的刚度系数；表示所述第三子帆板展开时对应的扭簧的驱动力矩；表示所述第三子帆板展开时对应的扭簧的刚度系数；基于所述动能方程与所述势能方程，利用第二类拉格朗日方程获得所述第一对应关系如下所示： 其中，表示所述第一子帆板的第一展开角加速度；表示所述第二子帆板的第一展开角加速度；表示所述第三子帆板的第一展开角加速度；当所述第一展开角度为所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板同步展开时的第二展开角度时，基于所述第一对应关系，分别获取所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板对应的扭簧的刚度系数；其中，所述当所述第一展开角度为所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板同步展开时的第二展开角度时，基于所述第一对应关系，分别获取所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板对应的扭簧的刚度系数，包括：当所述第一展开角度为所述第二展开角度时，根据所述第二展开角度的余角以及所述第一对应关系，分别获取所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板对应的所述扭簧的刚度系数如下所示： 其中，表示所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板同步展开时的第二展开角度的余角；表示所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板同步展开时的第二展开角速度；表示所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板同步展开时的第二展开角加速度；并且 ； ； 表示所述第一子帆板绕其质心的转动惯量；表示所述第二子帆板绕其质心的转动惯量；表示所述第三子帆板绕其质心的转动惯量；m1表示所述第一子帆板的质量；m2表示所述第二子帆板的质量；m3表示所述第三子帆板的质量；表示所述第一子帆板的长度；表示所述第二子帆板的长度；表示所述第二子帆板中的与所述第三子帆板连接的端部与所述第二子帆板的质心之间的距离；表示所述第二子帆板中的与所述第一子帆板连接的端部与所述第二子帆板的质心之间的距离；表示所述第三子帆板中的与所述第二子帆板连接的端部与所述第三子帆板的质心之间的距离；其中，分别获取的所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板对应的扭簧的刚度系数能够使得所述第一子帆板、所述第二子帆板以及所述第三子帆板同步展开。

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百度查询： 哈尔滨工业大学 用于平板式卫星的帆板的同步展开设计方法及系统