基于虚质量法的太阳电池阵模态分析
硅太阳电池模型参数的一种解析方法
硅太阳电池模型参数的一种解析方法
徐晓冰;王建平;张崇巍
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2009(033)006
【摘要】通过对硅太阳电池的数学模型进行分析,给出了一种利用硅太阳电池的开路电压、短路电流以及最大输出功率点处的电压、电流确定模型参数的方法.对两种硅太阳电池进行了仿真及实验测量.数据分析结果表明该方法确定的模型能够反映硅太阳电池的特性.
【总页数】3页(P512-514)
【作者】徐晓冰;王建平;张崇巍
【作者单位】合肥工业大学,电气与自动化工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学,电气与自动化工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学,电气与自动化工程学院,安徽,合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】TM914.4
【相关文献】
1.硅太阳电池解析模型分析与参数修正 [J], 徐晓冰;王建平;张崇巍
2.高效单晶硅太阳电池基区结构设计与参数优化 [J], 周涛;陆晓东;吴元庆;夏婷婷
3.基于 BP 神经网络单硅太阳电池模型参数的解析研究 [J], 胡海燕;胡克满;王民权
4.卫星太阳电池阵模态参数计算的半解析方法 [J], 杨红旗;孟祥贵;雷勇军
5.硅太阳电池工程用数学模型参数的优化设计 [J], 吴忠军; 刘国海; 廖志凌
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太阳能电池阵地面模态试验的重力影响及其校正方案
电池横 向振 动的影 响 ， 缺少 定量 的分析依 据 。 但 如 图 １所示 的平 板 ， 面 内力 的作 用下 ， 的横 向 在 板 振 动满 足方程
ｏ
＿
ｍ
ｖ ＋ ｖ ＋ｗ ：０
从 而使其 横 向的弹 性振 动频率 发生 变化 。
１ 预 应 力作 用 下 的结 构 振 动 固有 特 性 分 析
１ １ 预 紧力作 用结构 的模 态计 算理 论 ．
用有 限元 方法 分析 在预 应 力作 用 下 结构 振 动 的 固 有 特性 ， 一般 都 是 从 非 线 性 平 衡 关 系 出发 的 。 当结 构 发 生节 点位移 时 ， 所满 足 的节点 平衡条 件为 Ｏ ０ （ ＝ｌＢ 一 ｄ ｆｐ Ｓ ＝ （ （ Ⅳ ］ 一 ｄ ） Ｅ ） ） ＮＴ
上 的微 幅振 动 （） ｔ。
将结 构 的位移 总量写 成 ：
（） ＝ ｔ ０＋ （） ｄ （） ４
其 中 ‰ 满足 节点平 衡条 件 ：
（ 。 ＝０ ） （） ５ 将 结构 的位移 总量 表 达式 （ ） 人 到 式 （ ） 并考 虑 到 ４代 ３ ，
图 １ 预应力作用下板 的横 向振动 图 ２ 刚性 复摆
收稿 日期 ：２０ ０ ０ 修改稿收到 日期 ：０ ８— ３— ０ ０ ８— １— ９ ２０ ０ ２
条件 ｌ （）ｌ ｌ。和平衡关 系（ ）经过线性 化后 ， ｌ ｔｌ 【 《 ｌ ５，
可 以得到 动态 位移所 满足 运动 微分 方程 ：
Ｍｘ ｄ＋ ｄ＝０ （） ６
第一作者 郭其威 男 ， 硕士 ， ８ 年 ５月生 １ １ ９
不同拓扑结构太阳电池联结损失的仿真分析
不同拓扑结构太阳电池联结损失的仿真分析任明凡;王培珍【摘要】对太阳电池的联结损失以及不同拓扑结构太阳电池的输出特性进行仿真分析.通过分析发现,当太阳电池组件或者阵列中的单体太阳电池不完全匹配时,网状结构的太阳电池输出功率最大,这为封装高效的太阳电池模块提供了重要的依据.【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】3页(P390-392)【关键词】太阳电池;拓扑结构;联结损失【作者】任明凡;王培珍【作者单位】安徽工业大学,电气信息学院,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,电气信息学院,安徽,马鞍山,243002【正文语种】中文【中图分类】TP39Abstract:The linkup loses of the solar cells and the output characteristics of the various topological structures of solar arrays are simulated and analysised.It is found that if the characteristics of solar cells in themodule or array are not the same,the outputpower of the solar array w ith netstructure achieves themaximum,which provides an importantbasis for theencapsulation ofhigh-effectientsolar cellmodule.Key words:solar cell；topologicalstructure；linkup loss单个太阳电池的输出功率很小，不能直接驱动负载，必须将多个太阳电池采用不同的拓扑结构连接才能满足不同应用场合的需求。
太阳电池阵弧形基板结构振动分析及优化设计
太阳电池阵弧形基板结构振动分析及优化设计
解晓莉;段成凯;杨金水;苏彬;鞠佰锟;樊永乐;刘彦佐;刘旭畅
【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》
【年(卷),期】2024(45)5
【摘要】针对弧面型太阳电池阵新型基板结构,在满足结构安全的前提下以多参数轻量化设计为目标。
本文基于等效板理论获得弧形太阳电池阵基板的各向异性等效性能参数,建立新构型太阳电池阵基板的三维有限元数值模型,并通过正弦扫频振动试验验证了模型的可靠性,进而初步实现了结构薄弱区域定位。
最后结合工程实际,基于参数化建模结合多目标迭代优化的方法,分析结构在典型随机振动载荷作用下的最大应力随各特征参数的变化规律,从而获得满足结构安全条件下的补强优化方案,相比于原始结构,可使面板最大应力下降21%,若加强结构为单向无纬布,结构最大应力可进一步下降15.6%,为新构型太阳电池阵基板的轻量化设计提供支撑。
【总页数】8页(P1005-1012)
【作者】解晓莉;段成凯;杨金水;苏彬;鞠佰锟;樊永乐;刘彦佐;刘旭畅
【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所;哈尔滨工程大学青岛创新发展基地
【正文语种】中文
【中图分类】V19
【相关文献】
1.太阳电池阵组合基板模态参数分析的半解析模型
2.太阳电池阵随机振动试验高频超差特性分析与优化
3.航天器刚性基板太阳电池阵在轨热分析
4.太阳电池阵基板结构优化设计
5.太阳电池阵基板锁相红外检测中的缺陷特征分析
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FY-2C卫星太阳电池阵在轨性能分析
FY-2C卫星太阳电池阵在轨性能分析高剑锋; 铁琳; 蒋钦琳; 黄才勇【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2010(034)011【总页数】3页(P1186-1188)【关键词】风云二号气象卫星; 太阳电池阵; 母线电流; 遥测数据【作者】高剑锋; 铁琳; 蒋钦琳; 黄才勇【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所天津 300381; 上海卫星工程研究所上海 200240【正文语种】中文【中图分类】TM914.4风云二号静止气象卫星是我国第一代同步轨道的气象观测卫星，该卫星是发展我国气象卫星事业，建立气象卫星观测系统的重要组成部分。
我国第一颗业务用静止气象卫星风云二号C星，在继风云二号A、B试验星研制发射后，于2004年10月19日9时20分在西昌卫星发射中心再次顺利发射升空，并在10月24日定点于东经105°赤道上空。
它标志着我国的气象卫星事业进入了一个崭新的阶段。
风云二号C星的太阳电池阵选用了BSFR型背场背反射太阳电池，这是我国首次在同步轨道卫星上应用。
卫星电源系统的太阳电池阵为体装式，太阳电池粘贴在两个直径为2.1m，高0.72m的圆柱面及两块腰带太阳电池板上。
其中上太阳电池壳开有一腰形窗口，供扫描辐射计使用，使布片面积减少了0.3m2，卫星为自旋稳定，工作温度范围为－85～15℃，寿命三年。
1 FY-2C星太阳电池阵的组成单体太阳电池为BSFR型硅太阳电池，供电阵用太阳电池尺寸为40mm×20mm×0.25mm，充电阵用太阳电池尺寸为35mm×20mm×0.25mm。
太阳电池平均光电转换效率为14.7%（AM 0 135.3mW/cm2，25℃）。
玻璃盖片为KFC-2型抗辐照玻璃，尺寸为40.1mm×20.1mm×0.2mm，充电阵尺寸为35.1mm×20.1mm×0.2mm，镀氟化镁增透膜。
卫星太阳电池阵动力学研究综述
卫星太阳电池阵动力学研究综述
田林;郭丽华;吴怡;陆文浩;李逸凡;翁子豪
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2018(0)10
【摘要】太阳电池阵是卫星上至关重要的组成部分,它为卫星的在轨工作提供电力,太阳电池阵的顺利展开对卫星能正常工作有决定性的影响。
太阳阵的展开和锁定过程会发生复杂的刚柔耦合动力学行为,太阳阵的展开会对卫星本体造成冲击,引起卫星本体的姿态发生变化。
本文对卫星太阳电池阵动力学与控制问题研究的发展和现状进行了综述并对其发展趋势做了探讨。
【总页数】2页(P123-123)
【关键词】太阳电池阵;动力学;碰撞;姿态控制
【作者】田林;郭丽华;吴怡;陆文浩;李逸凡;翁子豪
【作者单位】苏州科技大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】V442
【相关文献】
1.GEO卫星太阳电池阵输出电流拟合算法研究 [J], 左子瑾;金迪;田华东
2.卫星太阳电池阵模拟器工作模式研究 [J], 洪雷
3.小卫星太阳电池阵结构声振响应分析研究 [J], 张红亮;王海明;秦江
4.卫星太阳电池阵的刚-柔耦合动力学 [J], 刘锦阳;洪嘉振
5.低轨卫星太阳电池阵静电放电研究 [J], 聂海;杨湛林;寇韵;李进;肖瑾
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航天器太阳电池阵性能与可靠性分析
航天器太阳电池阵性能与可靠性分析航天器的太阳电池阵是一个关键性的组件，它不仅提供必要的能源供给，还影响了航天器的性能和可靠性。
因此，对太阳电池阵的性能和可靠性进行分析是至关重要的。
本文将从太阳电池阵的性能特点和可靠性考虑两个方面展开讨论。
首先，我们来看太阳电池阵的性能特点。
太阳电池阵的主要任务是将太阳能转化为电能，为航天器供电。
太阳能的转化效率是评估太阳电池阵性能的重要指标。
高效率的太阳电池阵能够最大限度地转化太阳能，并提供稳定的电能。
然而，由于航天器在不同轨道、不同天气条件下工作，太阳电池阵的性能可能受到一些因素的影响。
例如，太阳电池阵需要适应不同的光照条件，包括直射光、散射光和反射光。
因此，太阳电池阵需要具有一定的适应性和稳定性，以提供持续稳定的能源。
除了转化效率之外，太阳电池阵的耐辐照性能也是一个关键指标。
航天器在太空中暴露在强烈的辐射环境下，辐射对太阳电池阵的损害可能导致能量输出降低甚至故障，从而影响航天器的运行。
因此，太阳电池阵需要具备一定的辐射抵抗能力，以确保在辐射环境下仍能够正常工作。
另外，太阳电池阵的温度特性也会影响其性能。
航天器在太空中面临着极端的温度变化，太阳电池阵必须能够在不同温度范围内保持稳定的工作效率。
高温和低温对太阳电池阵的性能都有不利影响，因此需要采取相应的措施，如散热和保温等，来确保太阳电池阵能够在不同温度条件下正常工作。
除了性能特点，太阳电池阵的可靠性也是一项重要考虑因素。
航天器的任务通常需要长时间持续运行，在这个过程中，太阳电池阵必须能够稳定可靠地工作。
因此，需要对太阳电池阵的可靠性进行充分的分析。
对太阳电池阵进行可靠性分析的主要内容包括失效模式与失效率分析、故障诊断与故障恢复能力分析以及可靠性增进措施的优化等。
通过这些分析，可以识别太阳电池阵的潜在故障模式，增强对故障的诊断和恢复能力，并采取相应的措施来提高太阳电池阵的可靠性。
此外，有必要对太阳电池阵进行性能监测和评估。
太阳能光伏电池阵列仿真模型的研究
太阳能光伏电池阵列仿真模型的研究.txt如果你同时爱几个人，说明你年轻；如果你只爱一个人，那么，你已经老了；如果你谁也不爱，你已获得重生。
积极的人一定有一个坚持的习惯。
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电工电气（０９．０２０１）Ｎｏ太阳能光伏电池阵列仿真模型的研究For personal use only in study and research; not for commercial use太阳能光伏电池阵列仿真模型的研究王越，王念春，时斌（东南大学电气工程学院，江苏南京２９）１０６０摘For personal use only in study and research; not for commercial use一要：应用仿真软件ＭＴＡＡＬＢ的Ｓｍｌｎ工具，在光伏电池阵列的物理数学模型基础上，建立了ｉｕｉｋ种光伏电池阵列工作的仿真模型。
给出了仿真模型内部结构图，并在不同的光照强度、环境温度以及多种串并联联接方式下，对不同型号的太阳能电池进行仿真。
仿真结果表明，光伏电池阵列模型输出基本同实际输出相似。
关键词：光伏电池阵列；ＭＴＡ仿真；最大功率点ＡＬＢ中图分类号：Ｔ９４４文献标识码：Ａ文章编号：Ｍ１．Ｓｔｕｄｙ０ｎＰｈｏｏｏｔｉｒａｉｕａｉｎＭｏｌｔｖｌａｃＡｒｙＳｍｌｔｏｄｅＷＡＮＧｕ，ＹｅＷＡＮＧｉｎｃｕ，ＳｎＮａ—ｈｎＨＩＢｉ（ｃｏｌｆＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇＳｕｈａｔｎｖｒｉＮａｊｎ１０６ＣｉａＳｈｏｌｃｉｇｎｅｉ，ｏｔｅｓｉｓｏｒａＥｎＵｅｎｉｇ２０９，ｈｎ）Ａｂｓｒｃ：ＩｐｌｃｔｏｆＳｉｕｉｋｔｏｌｏｉｌｔｏｏｔｒＡＴＬｔａｔｎａｐｉａｉｎｏｍｌｎｏｓｆｓｍｕａｉｎｓｆｗａｅＭＡＢ，ａｅｎｔｅｐｓｃｌｎｔｅｔａｏｅｓｏｆｈｔｖｌｂｓｄｏｈｈｙｉａｄｍａｈｍａｉｌａｃｍｄｌｐｏｏｏ—ｔｉｒａ，ａｋｎｈｔｖｌｉｒａｒｎｉｌｔｏｄｌｗａｓａｌｓｅＳｍｕａｉｎｍｏｄｌｉｔｒａｔｔｒｉｇａｗａｉｅ，ａｃａｒｙｉｄｏｆｐｏｏｏｔｃａｒｙｗｏｋｉｇｓｍｕａｉｎｍｏｅｓｅｔｂｉｈｄ．ｉｌｔｏａｅｎｅｌｓｒｕｅｄａｒｍｓｇｖｎｎｕｃａｎｅｉｅｅｔｌｈｉｇｓｒｎｔｅｖｉｎｎａｅｅａｕｅａｄｍｕｔｅｓｒａｎａａｌｌｃｎｅｔｎｍｅｈｄ，ｉｎｄｕｄｒｄｆｒｎｉｔｔｅｇｈ，ｎｒｍｅｔｌｍｐｒｔｒｎｌｐｌｅｉｌｄｐｒｌｏｎｃｉｔｏｓｓｍｕｌｔｏｓｗｅｅＣｌｇｎｏｔｉａｅｏａｉｎｒａ＇－ｒｅｕｒｄｆｅｅｔｙｆｓｌｒｃｌｓＳｍｕｌｔｏｓｌｓｏａｈｔｖｔｉｒａｏｌｕｐｔｉｓｍｉｒａｃｕｌｕｐｔｂｓｃｌ．ｉｄｏｔｆｉｆｒｎｐｅｏｏａｅｌ．ｉｏｔａｉｎｒｕｔｈｗｓｔｔｏｏｏｌｃａｒｙｍｄｅｔｕｓｉｌｓｔａｔｕａｉａｌｅｈｐａｏａａｏｙＫｅｒ：ｈｔｏｔｉｒａ；ＡＴＬＡＢｉｌｔｎ；ａｉｙｗｏｄｓｐｏｏｖｌｃａｒｙＭａｓｍｕａｉｏｍｘｍｕｍｗｅｉｔｐｏｒｐｏｎ在构建一个光伏系统时，由于其在不同的光照强度和温度下的输出功率有较大的变化，如果采用起的光电效应，其基本特性和二极管类似，可用简单的ＰＮ结来说明。
基于ADAMS的太阳电池阵动力学模拟参数化建模系统
基于ADAMS的太阳电池阵动力学模拟参数化建模系统
阎绍泽;蔡仁宇;丁祎;郭鹏飞
【期刊名称】《电子机械工程》
【年(卷),期】2011(27)3
【摘要】根据太阳电池阵的特点和ADAMS软件二次开发功能,制定了太阳电池阵动力学特性模拟系统的程序构架.太阳电池阵由驱动机构、摇臂架、帆板、连接铰、锁定机构和同步机构组成.编制了相应的软件模块,包括主界面、初始化模块、间隙
铰模块、构件模块和机构模块,初步实现了对太阳能帆板动力学模拟的参数化建模,
采用编制的模拟系统对帆板展开机构进行了动力学分析.
【总页数】6页(P18-23)
【作者】阎绍泽;蔡仁宇;丁祎;郭鹏飞
【作者单位】清华大学精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室,北京,100084;
清华大学精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室,北京,100084;清华大学精密
仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室,北京,100084;清华大学精密仪器与机械学
系摩擦学国家重点实验室,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TH122
【相关文献】
1.基于ADAMS的列车系统参数化建模的二次开发研究 [J], 薛运锋;石明全
2.基于ANSYS和ADAMS的刚柔耦合卫星太阳电池阵的建模研究 [J], 孟明明;汤
文成;周徐斌;蒋国伟
3.基于ADAMS的备胎收放装置参数化建模及优化设计 [J], 彭超;李立顺;李红勋
4.基于ADAMS的叉车门架系统参数化建模及优化分析 [J], 曾红;李岩;张文广
5.基于ADAMS的横置液压缸式叉车转向系统参数化建模与仿真 [J], 曾红;张志华;陈静
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太阳电池阵展开与锁定过程的多体动力学分析
太阳电池阵展开与锁定过程的多体动力学分析刘铸永;时军委;王检耀【摘要】柔性太阳电池阵展开动力学分析一般将板间的铰链视为理想铰,展开到位时施加与角度相关的撞击力矩模拟锁定过程.本文采用多体动力学方法,在动力学建模时将板间铰链视为物体,考虑太阳电池阵的刚柔耦合效应,基于Hertz接触理论,建立锁销和锁槽的碰撞模型.然后实现了太阳电池阵展开锁定全过程的动力学数值仿真,并研究了碰撞模型中参数的选取对仿真结果的影响.研究结果表明,碰撞参数的选取不仅影响铰间碰撞力的大小,还会影响整个系统锁定后的频率响应.最后给出了如何选取碰撞参数进行太阳电池阵展开与锁定动力学仿真的策略.【期刊名称】《动力学与控制学报》【年(卷),期】2018(016)005【总页数】5页(P462-466)【关键词】展开机构;锁定撞击;碰撞力;频率;碰撞参数【作者】刘铸永;时军委;王检耀【作者单位】上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院, 上海 200240;上海市空间飞行器机构重点实验室, 上海 201108;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院, 上海200240【正文语种】中文引言大型航天器外部通常安装多个柔性附件,如太阳帆板、天线、机械臂等[1].在航天器入轨后,太阳帆板等附件将在扭簧作用下由收拢状态展开锁定成伸展状态.这些机构的展开过程中,锁定部位会产生接触碰撞,导致机构关节处承受较大的撞击载荷,对于柔性附件的结构强度、航天器的姿态、在轨运行精度等方面均有影响.因此对于锁定撞击过程的准确预测有重要意义[2].柔性附件的展开锁定过程是典型的变拓扑、非线性刚柔耦合多体系统动力学问题.以往对于展开动力学的研究一般将板间铰链视为理想铰[3,4],展开到位时施加与角度相关的撞击力矩模拟锁定过程.由于对板间接触碰撞过程的简化,提高了全局动力学仿真的效率,但是也影响了仿真结果尤其是碰撞力的可信性.本文以某展开机构为研究对象,将板间铰链作为物体实际建立到动力学模型中,基于Hertz接触理论建立锁销和锁槽间的碰撞模型,实现展开锁定全过程的动力学仿真.由于Hertz接触理论中需要选取接触刚度和指数等参数,研究了碰撞参数对仿真结果的影响,给出了如何选取碰撞参数进行太阳电池阵展开与锁定动力学仿真的策略.1 展开系统结构1.1 系统组成图1为某航天器太阳电池阵结构简图.系统由航天器本体(hub)、连接架(yoke)、3块太阳帆板(panel)和铰链等所组成,其中航天器本体、连接块、太阳帆板三者之间都是通过扭簧铰链相互铰接,由此形成链式结构.太阳阵释放前处于折叠状态,在航天器入轨后各展开构件靠扭簧驱动而同步展开,展开过程中各个构件之间通过绳索联动装置(CCL)保持同步性,展开到预定位置后触发锁定装置使帆板最终锁定在期望位置.图1 展开机构Fig.1 Deployable mechanism1.2 锁定机构图2为板间铰链示意图,铰链两构件分别固接在相邻的两块板上,铰链之间为旋转铰.展开过程中,锁销在凸轮表面滑动,进入锁槽后实现锁定.图2 锁定机构示意图Fig.2 Schematic diagram of locking mechanism2 多体动力学建模如图3所示, 柔性体Bi和Bj通过铰Hi连接.对柔性体用集中质量有限元离散,则柔性体Bi上任一点P的绝对位置可表示为：(1)式中r表示浮动基基点的位置坐标阵,ρP表示点P变形后在惯性基下的位置坐标阵,表示点P未变形时在浮动基下的位置坐标阵,Φ′P表示点P的模态矩阵在浮动基下的位置坐标阵,a表示柔性体的模态坐标,A 表示eb关于er的方向余弦阵,(*)′表示(*)在浮动基下的坐标阵.图3 多体系统运动学描述Fig.3 Kinematic description of mutibody system对式(1)分别对时间t求一次和两次导数,并加以整理,可得到绝对速度和加速度的矩阵表达式：(2)(3)其中：(4)(5)(6)式中是浮动基的角速度坐标阵, 表示(*)的坐标方阵,v为广义速度阵,为广义加速度阵. 基于速度变分原理,单柔性体的动力学方程写为[5]：(7)其中m, w, fext, fint分别称为广义质量阵、广义惯性力阵、广义外力阵和广义变形力阵.(8)(9)(10)(11)其中Ca和Ka分别为柔性体模态刚度阵和模态阻尼阵.对于单个自由的柔性体,由于广义坐标独立, 式(7)可以写为：(12)对于含有n个通过铰连接的物体的系统,系统的动力学方程可组集为：(13)其中M=diag(m1,…,mn), V=,F=, GJ是和铰约束相关的矩阵,γ是加速度方程右项,λJ是相应的Lagrange乘子.3 接触碰撞模型接触碰撞问题的求解方法一般有三类：冲量动量法[5,6]、连续碰撞力方法[7,8]和非线性有限元方法[9,10].基于刚体假设的冲量动量法在动力学计算中只有速度和冲量项,计算效率很高,但是该方法不能计算出碰撞力的时间历程；连续碰撞力方法把碰撞看成有限时间内的接触过程,该方法考虑到接触区域的变形,在接触区域施加一个弹簧-阻尼力元来近似代替碰撞力,因此碰撞力是物体间的嵌入量和嵌入速率的函数,可以直接施加到动力学方程中求解接触碰撞的动力学过程；非线性有限元方法则是对接触作用进行精细化描述,通过将接触域离散成若干接触点对,再把接触力元或约束施加到接触点对上,该方法的精度最高,但是需要付出极高的计算代价.根据展开机构动力学仿真对效率的要求,本文采用连续碰撞力方法建立接触碰撞模型.最常用的碰撞力公式为Hertz接触理论[11]：f=kδn(14)式中δ是接触点对的嵌入量,是嵌入速度,k表示接触位置局部的刚度值, n表示碰撞指数.为了考虑碰撞过程中的能量耗散,Lankarani和 Nikravesh[12]进一步发展了这一关系,得到了如下的计算公式：(15)式中,表示碰撞初始时刻的嵌入速率,该公式对恢复系数较大时的能量损耗仿真很准确.在锁销和锁槽锁定的过程中,二者有相对的滑动,必须考虑摩擦作用.因此在建模的过程中,法向接触采用Hertz模型,切向滑动采用修正的库仑摩擦模型.4 仿真分析由于Hertz公式中的接触刚度k只在球-球、球-平面等几种简单几何形状接触问题中有解析解.而展开机构锁定时的撞击多为不同曲率圆柱面或更一般形状之间的接触,接触刚度的选取只能依赖于经验.本文分别采用不同接触刚度和碰撞指数(见表1)下进行仿真分析,研究碰撞参数的数值对计算结果的影响.绳索联动装置(CCL)建模采用等效力元模型,仿真时所采用微分代数方程的求解方法为Gear方法.表1 不同碰撞参数下动力学响应的比较Table 1 Comparison of dynamic responses with different contact parametersContactstiffnessk(N/m)Contact indexnMax contact force(N)Response frequency (Hz)1e71.59310.1671e81.524190.3171e80.922420.375图4为根部铰链锁定后撞击力大小曲线,将不同刚度下碰撞力的峰值列于表1中.图5为外板末端中点垂直于板面的速度响应曲线,对三条曲线进行FFT分析后可以得到帆板振动的基频,同样列于表1中.图4 根部铰链撞击力Fig.4 Contact force on the root hinge图5 外板末端中点垂直板面方向的速度Fig.5 Velocity of tip midpoint of the outer plate in the vertical direction从表1可以看出,碰撞参数的选取不仅影响到碰撞力的大小,还会影响到系统振动的频率.因此,选取合适的碰撞参数进行撞击力的计算是尤为关键的.5 展开锁定动力学仿真策略图6给出了如何选取碰撞参数进行太阳电池阵动力学展开动力学仿真的策略.首先根据经验选取碰撞刚度、指数等参数,进行太阳电池阵的展开和锁定动力学仿真.然后对锁定后的动力学仿真结果进行傅里叶变换,分析其动力学响应的频率.再与太阳电池阵锁定后结构实验测得的频率进行比较.如果二者不吻合,调整接触碰撞参数,再次进行动力学仿真,直到锁定后动力学仿真频率与实验测得基频相等,此时说明仿真时所选取的碰撞参数是合理的,动力学仿真结果是可信的.图6 展开锁定过程动力学仿真策略示意图Fig.6 Schematic diagram of dynamicsimulation strategy of deployment and lockingprocess本文所采用的算例中,实验测得锁定后太阳电池阵结构的基频为0.17Hz.由表1可得,太阳电池阵展开和锁定动力学仿真时碰撞参数应选取k=1×107N/s, 指数n=1.5.6 结论本文建立了柔性太阳电池阵展开机构的刚柔耦合多体系统动力学模型,将板间铰链作为实际物体处理,采用Hertz接触理论建立了锁销和锁槽之间的碰撞模型,实现了展开锁定全过程的动力学仿真.研究了不同接触刚度和指数的选取对系统动力学响应的影响,结果表明：碰撞参数的选取不仅影响到碰撞力的大小,还会影响到锁定后系统振动的频率.最后给出了如何选取碰撞参数进行太阳电池阵展开锁定动力学仿真的策略.参考文献【相关文献】1 李莉,刘铸永,洪嘉振. 中心刚体-柔性梁刚柔耦合动力学模型降阶研究.动力学与控制学报, 2015,13(1):6～11 (Li L, Liu Z Y, Hong J Z. Model reduction of rigid-flexible coupling dynamics. Journal of Dynamics and Control, 2015,13(1):6～11 (in Chinese))2 史加贝,刘铸永,洪嘉振.大变形太阳电池阵展开的多体动力学分析. 宇航学报, 2017,38(8):35～42 (Shi J B, Liu Z Y, Hong J Z. Multibody dynamics of deployment of solar arrays with large deformation. Journal of Astronoutics, 2017,38(8):35～42 (in Chinese))3 邹元杰,韩增尧,白照广等. 航天器柔性多体结构锁定撞击动力学分析与试验验证. 强度与环境, 2011,38(1):42～51 (Zou Y J, Han Z Y, Bai Z G, et al. Impact analysis and test verification of flexible multi-body spacecraft structures in the latching process. Structure & Environment Engineering, 2011,38(1):42～51 (in Chinese))4 洪嘉振. 计算多体系统动力学. 北京: 高等教育出版社, 1999 (Hong J Z. Computational dynamics of multibody systems. Beijing: Higher Education Press, 1999 (in Chinese))5 Pfeiffer F, Glocker C. Multibody dynamics with unilateral contacts. Weinheim: Wiley-VCHVerlag, 20046 Wang J, Liu C, Zhao Z. Nonsmooth dynamics of a 3D rigid body on a vibrating plate. Multibody System Dynamics, 2014,32(2):217～2397 Schiehlen W, Seifried R. Three approaches for elastodynamic contact in multibody systems. Multibody System Dynamics, 2004,12(1):1～168 Flores P. Modeling and simulation of wear in revolute clearance joints in multibody systems. Mechanism & Machine Theory, 2009,44(6):1211～12229 Oliver J, Hartmann S, Weyler R, et al. A 3D frictionless contact domain method for large deformation problems. Computer Modeling in Engineering & Sciences, 2010,55(3):211～26910 Chen P, Liu J Y, Hong J Z. Contact-impact formulation for multi-body systems using component mode synthesis. Acta Mechanica Sinica, 2013,29(3):437～44211 Goldsmith W. Impact. London: Edward Arnold, 196012 Lankarani H M, Nikravesh P E. A contact force model with hysteresis damping for impact analysis of multibody systems. Journal of Mechanical Design, 1990,112(3):369～376。
太阳电池阵基板结构优化设计
太阳电池阵基板结构优化设计
张燕娜;赵泓滨
【期刊名称】《空间电子技术》
【年(卷),期】2018(015)002
【摘要】针对中、小型卫星设计了一种具有加强区域碳纤维栅格蒙皮结构的太阳电池阵基板,该结构优化设计在国内尚属首次应用.介绍了太阳电池阵基板结构设计及优化,并通过了飞行卫星上的成功应用,验证了其结构形式及功能实现的可靠性、安全性及合理性.结果表明,该结构能够提高太阳电池阵基板的刚度特性.
【总页数】6页(P49-53,100)
【作者】张燕娜;赵泓滨
【作者单位】中国电子科技集团公司第39研究所,西安 710065;中国电子科技集团公司第39研究所,西安 710065
【正文语种】中文
【中图分类】V474
【相关文献】
1.太阳电池阵组合基板模态参数分析的半解析模型 [J], 雷勇军;李东旭;唐国金
2.太阳电池阵基板原子氧防护膜试验评价研究 [J], 刘向鹏;童靖宇;向树红;李涛;郭亮
3.CAST2000卫星太阳电池阵基板原子氧防护技术研究 [J], 童靖宇;刘向鹏;张超;向树红;盛磊;殷永霞
4.航天器刚性基板太阳电池阵在轨热分析 [J], 秦文波;程惠尔;李鹏
5.卫星太阳电池阵刚性基板用网格面板的含胶量控制 [J], 苏庆云; 刘海鑫; 尉世厚; 郑建虎; 张鑫; 赵臻璐; 陈维强
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卫星太阳电池阵模态参数计算的半解析方法
卫星太阳电池阵模态参数计算的半解析方法
杨红旗;孟祥贵;雷勇军
【期刊名称】《湖南理工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2002(015)003
【摘要】基于传递函数方法的基本理论,针对某型号卫星太阳电池阵的特殊结构形式,通过将太阳电池阵基板划分为条形单元,将基板间连接铰链副简化为均匀梁单元,并利用条形单元与梁单元公共结点间位移连续与力平衡条件,建立了卫星太阳电池阵动力学特性分析的半解析计算模型.计算得到了某型号卫星太阳电池阵单块基板和多块组合基板的模态参数值,并将其结果与有限元结果进行了比较.
【总页数】6页(P21-25,34)
【作者】杨红旗;孟祥贵;雷勇军
【作者单位】国防科技大学,湖南,长沙,410073;国防科技大学,湖南,长沙,410073;国防科技大学,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】O327;TB123;V411.4
【相关文献】
1.微小卫星太阳电池阵的设计计算方法研究 [J], 吕风格;赵继广
2.太阳电池阵组合基板模态参数分析的半解析模型 [J], 雷勇军;李东旭;唐国金
3.螺栓被连接件轴向刚度高精度计算的半解析方法 [J], 杨国庆;王飞;洪军;朱林波;熊美华
4.半解析方法用于房柱式开采沉陷的三维计算 [J], 刘立民;刘汉龙;连传杰;朱珍德;
卫建清
5.斜装匀速对日驱动的卫星太阳电池阵入射角计算方法 [J], 万向成;陆晴;刘佩东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
太阳电池阵样品等效电容的确定方法
太阳电池阵样品等效电容的确定方法孙彦铮;刘晓为;唐军;徐寿岩【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2005(029)008【摘要】在实验室进行的等离子体环境下的静电充放电试验中,由于条件的限制,一般使用的太阳电池阵样品只有几十平方厘米大小,可以通过选用增加等效电容的方法来模拟实际的太阳电池阵.分析了太阳电池阵静电充放电的基本原理.通过现象分析,确定了影响太阳电池阵充放电的几个电容因素,并对各个电容进行了分析,给出了等效电容的计算方法.分析表明,影响太阳电池阵充放电的电容因素主要有两个方面,一是影响一次放电的电容,主要是玻璃盖片的电容;另一个是影响二次放电的电容,电池串间的电容起主要作用.【总页数】3页(P542-544)【作者】孙彦铮;刘晓为;唐军;徐寿岩【作者单位】哈尔滨工业大学,应用化学系,黑龙江,哈尔滨,150001;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津,300381;哈尔滨工业大学,应用化学系,黑龙江,哈尔滨,150001;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津,300381;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津,300381【正文语种】中文【中图分类】TM914.4+3【相关文献】1.使用太阳电池阵列的皮卫星姿态确定方法 [J], 李东;李玉芳;金仲和;王跃林2.油井样品NMR T2谱的影响因素及T2截止值的确定方法 [J], 王志战;邓美寅;翟慎德;周立发3.富集采样法监测空气和废气样品时采样体积的确定方法 [J], 唐访良;朱文4.一种火灾探测器检测用标准样品确定方法及其应用 [J], 刘洪;吴国平;王婷婷5.三轴磁强计与太阳电池阵组合的皮卫星姿态确定方法 [J], 李东;李正华;金仲和;王跃林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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虚 质 量方 法 是从 边 界 元 发展 来 的 ， 假 设液 体 各
向同性 、 不可 压缩 和 非粘 性 等 ， 忽 略重 力 的影 响 ， 且 结构 运 动 速 度 很 低 ． 分 布 在 外 部 边 界 的 点 源 服 从 Ｌ ａ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ方程 ， 由于边界 上点 源共 同产 生 的运动 结 果
虚 质量 法 通 过施 加 附加 质 量 矩 阵 ， 实 现不 可 压
电池阵面积越大 ， 其１ 阶模态频率越低 ， 为保证卫星 安全 、 平稳 地运 行 ， 卫 星姿 态控 制系 统设计 要求 结构 设 计方 提供 较为 准确 的 电池阵展 开状 态低 阶模 态频 率…． 太 阳电池 阵 通常 是 由若 干块 帆 板 通 过 弹簧 或
方程 获得 点源 的幅值 ． 点 源在 结点 处产生 压力 和力 ，
对试 件 激励 幅度 较 小 ， 试 件 运 动速 度 很 低 ， 因此 ， 对
电池 阵周 围空气 可 以采 用 不 可 压 缩 、 无 旋 和无 粘 等 假设 ， 类 似偶 极子 法 ， 对 空气 阻力 影 响在结 构方程 中 通过 附加 质量 矩 阵修 正 ． 大 型结 构 有 限元 分 析 软 件
铰链 副 连接 而成 的 ， 由于其 复杂 的结 构 特 点 导致 动
力 学分 析 的复杂性 ， 特别 是 大面积 柔性 太 阳 电池 阵 ， 其 复杂 性更 为突 出 。 Ｊ ． 作 为修 正有 限元计 算模 型 的 依据 ， 太 阳电池 阵展 开状 态 模 态 参 数 主要 基 于地 面
Ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ在 航空 和航 天领域 应 用 比较 成 熟 和广 泛 ，出简 易推
导过 程．
假设 ｆ 是 流体 区域 Ａ 中ｒ ｆ 处点源值 ， 在 其 他
点 处产 生速 度矢量
ｌ ／ｉ
（ ２ ）
此采用 Ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ的虚质量法分 析空气对展 开状态 太 阳
缩 流体对 结构 的作 用 ． 流体 中结 构 振 动模 态 的有 限
元计 算方 程为
（ Ｍ ＋Ｍｒ ）・ ／ ／ ＋（ Ｋ＋ ， ）・ ＝０ （ １ ）
式 中： 为结 构质 量矩 阵 ； 为 流体 作 用 对 结构 产
生 的 附加 质量 矩 阵 ； ／ ／ 和 为 加速 度 及位 移 向量． 一
第２ ２卷 增 刊 １ ２ ０ １ ３牟 ５月
计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
Ｖｏ １ ． ２ ２ Ｓ ｕ ｐ ｐ １ ． １ Ｍａ ｙ ２ ０ １ ３
文章 编 号 ： １ ０ ０ ６—０ ８ ７ １ （ ２ ０ １ ３ ） Ｓ １ ． ０ ２ ４ ３ — ０ ４
编程 ， 对工 程设 计人 员要 求较 高 ， 目前仍停 留在高 校
研 究应 用 阶段 ， 不利 于工程 应用 推广 ． 太 阳电 池 阵 表 面 积 较 大 ， １阶模 态 频 率 在 ０ ． ２ Ｈｚ 以下 ， 模 态 试 验 一般 在 空 间较 大 的试 验 室 进 行 ，
与边 界点 的实 际运 动 吻 合 ， 从 而 通过 求 解 线 性矩 阵
差较 大．
关 键词 ：太 阳电池 阵 ； 模 态 ；附加质 量 ；空气
中图分 类号 ： Ｖ ４ ２ ３ ． ４ ４
文献 标志 码 ： Ｂ
０ 引 言
太 阳 电池 阵是 卫 星 长期 在 轨 工作 的能 量来 源 ，
电 池阵的 影响， 以 便用于电 池阵展开状态模型修正
１ 虚 质 量 法
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ０ ３
作者简介 ： 臧旭 （ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 甘肃兰州人 ， 硕士研 究生， 研 究方向为结构动 力学， （ Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ） ｚ ｘ １ ０ ６ ３ １ ０ ２ ２ ５ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｎ； ｒ
曹文 斌 （ １ ９ ６ ９ 一） ， 男， 陕 西 礼 泉人 ， 研 究员， 研 究 方 向为 结 构 动 力 学 ， （ Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ） ｘ ｕ ｎ ｈ ｕ ｄ ｏ ｎ ｇ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
般 情况 下 ， 流体 对结构 形成 的刚度 相 对结 构本 身
的刚度 小得 多 ， 因此可 以忽 略 ， 计 算重 点是 考虑 液体 的附加 质量 Ｍ
模态 试验 获得 ， 但受 空气 影 响较大 ． 有关 数据 表 明地 面模 态试 验 测 量 频 率通 常 比在 轨频 率 降低 １ ５ ％ 左 右． 偶 极 子法 计 算 展 开 状 态 空 气 影 响 精 度 较 好 ，
基 于虚 质 量 法 的太 阳 电池 阵模 态分 析
臧旭 ， 曹 文斌 ， 董 寻 虎
（ 上 海 宇航 系统 工程 研 究 所 ， 上海 ２ ０ ０ ２ ０ ０ ）
摘 要 ：电池翼 面积 大 刚度 小 ， 在地 面试 验 中空 气对 其 影 响较 大 ， 如 何 准确 预 测 电池 阵动 力 学特 性 ， 对整 个 空间飞行 器设 计 至关 重要 ． 基 于虚 质 量法分 析 空 气对展 开状 态太 阳 电池 阵影 响 ， 通 过试验 完 成验证 对 比分析 ． 结果 表 明 ， 采 用虚 质量 法计 算 太阳 电池 阵具 有 较 高精 度 ， 而不 考 虑 空 气的影 响 误
ｈｔ ｔ ｐ： ／ ／ｗｗｗ． ｃ ｈｌ ｎ ａ ｃ ａ ｅ ． ｃ ｎ
２ ４ ４
计
算
机
辅
助
工
程
２ ０ １ ３正
式 中： ｅ 为从点 到 点 ｉ 的单 位矢量 ． 五 可 以表 示为速 度 势 函数 的梯度 ． 另 一个 必 要 的方 程 是 关 于 ｉ 点 与 点源 、 密度 Ｐ相关 的压力