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公开(公告)号：CN113894840A
公开(公告)日：2022-01-07
申请号：CN202111371348.8
申请日：2021-11-18
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明公开一种绳索驱动柔性机械臂，包括若干连杆和依次穿过所述连杆且周向分布的绳索，相邻所述连杆之间连接有万向节，所述绳索的一端穿出根部的所述连杆并连接在驱动结构上，所述绳索的另一端穿出并固定在自由端的所述连杆上；相邻所述连杆之间还连接有若干周向分布的复位弹簧，不同所述复位弹簧的弹性系数由自由端的所述连杆向根部的所述连杆方向逐渐增大；本发明在相邻连杆之间连接有复位弹簧，能够利用复位弹簧实现机械臂的复位，并增强机械臂的整体强度，同时，复位弹簧的弹性系数由自由端向根部逐渐增大，能够提供机械臂不同位置的弹力和复位拉力，保证对机械臂姿态调整的稳定性。
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公开(公告)号：CN107908855B
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN201711103030.5
申请日：2017-11-10
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/15 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种刚‑柔耦合空间带状绳系系统的建模方法，包括：建立固结于地球质心OE的惯性坐标系OE‑XEYEZE，其XE轴指向升交点，ZE轴垂直于轨道平面；建立一系列固结于系统离散单元的体坐标系oi‑xiyizi；以航天器质心o为原点再构建一个轨道坐标系o‑xyz，其x轴指向航天器运动的反方向，y轴由地球质心OE指向主星质心o。惯性坐标系OE‑XEYEZE用于建立并计算带状绳系系统动力学方程；体坐标系oi‑xiyizi用于分析离散单元的刚体运动；轨道坐标系o‑xyz用于展现数值结果。将带状系绳均匀离散为n个系绳单元，以获得接近真实系绳的模型。基于牛顿第二定律及动量矩定理，本发明充分考虑了空间带状系绳的拉伸、弯曲及扭转特性，准确而有效地描述刚‑柔耦合空间带状绳系系统的复杂动力学行为。
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公开(公告)号：CN110471436A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910729799.0
申请日：2019-08-08
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 本发明提供了一种挠性航天器的姿态控制方法，涉及航天器技术领域，为解决现有技术中存在的无法精确刻画挠性航天器的复杂的动力学行为和有效实现姿态控制的问题。所述姿态控制方法包括：通过挠性附件的微元分析，获得挠性航天器的总势能一和总动能一；对所述挠性附件的弹性形变量进行分解，得到分解结果，根据分解结果，获得挠性航天器的总势能二和总动能二；根据所述总势能二和总动能二，建立分数阶动力学方程，根据所述分数阶动力学方程的矩阵形式，计算得到挠性航天器的分数阶状态空间模型；根据所述模型，建立姿态控制器，利用所述控制器，对所述挠性航天器进行姿态控制。
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公开(公告)号：CN110282166A
公开(公告)日：2019-09-27
申请号：CN201910462629.0
申请日：2019-05-30
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种用于小型绳系卫星子星的可收纳弹射机构，涉及绳系卫星释放和回收领域，能将绳系卫星子星收纳在机构内部。本发明包括：固定板、折叠杆、电机、引导面、对接盘、电磁离合器、扭簧、连接轴、安装座。固定板上设置安装座，安装座上相对设置两个折叠杆，折叠杆的关节处均设置连接轴。连接轴的轴端设置电磁离合器，电磁离合器和电机的输出轴连接，连接轴的径向还设置扭簧。折叠杆的另一端和对接盘连接，对接盘、引导面是圆环形结构，采用软材料制成，对接盘边缘和引导面的边缘连接，引导面边缘和安装座连接。在子星回收时，由软材料形成的引导面，有助于子星的姿态矫正，便于快速回收，并在回收后收纳。
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公开(公告)号：CN110210047A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910210412.0
申请日：2019-03-19
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了带状绳系卫星释放动力学模型构建方法，涉及航天器控制领域，能够准确描述空间带状系绳在释放过程中复杂的构型变化，并有效地揭示具有不同弯曲刚度的带状系绳对系统动力学的影响，准确反映带状系绳在释放过程中的构型变化。本发明包括：将空间带状系绳均匀离散为若干个刚体单元，建立单个刚体单元的动力学方程、刚体单元间的约束方程，其中，根据释放阶段系绳释放出长度的不断变化，将刚体单元间的约束方程分为三类，分别为：主星中未释放出的单元间的约束、正在释放的刚体单元与上一个单元间的约束、已经释放出的单元间的约束，再根据释放过程中刚体单元间的约束方程，最终推导得到带状绳系卫星系统释放过程的动力学方程。
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公开(公告)号：CN110187723A
公开(公告)日：2019-08-30
申请号：CN201910481968.3
申请日：2019-06-04
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种刚-柔耦合机电伺服系统的振动控制方法，包括：分别采集驱动电机和负载电机上的编码器数据，实时获取柔性轴杆两端的扭转角度，计算得到所述柔性轴杆上任意位置处的微元的扭转角度，根据所述柔性轴杆的长度、极惯性矩、弹性模量和转动惯量，计算得到频域特征方程；利用所述频域特征方程，计算得到所述柔性轴杆和刚性驱动飞轮之间的耦合力矩；建立所述刚性驱动飞轮平衡方程；将所述耦合力矩带入所述平衡方程，得到系统的分数阶传递函数模型；根据所述分数阶传递函数模型，建立分数阶控制器，利用所述控制器，对所述系统进行振动控制。本专利所涉及的方法通过分数阶模型准确描述粘弹性材料的动力学行为，有效抑制系统的残余振动。
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公开(公告)号：CN106516177B
公开(公告)日：2019-07-19
申请号：CN201610906124.5
申请日：2016-10-18
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种基于绳系技术的空间碎片回收控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，考虑系绳弹性，采用弹性杆模型研究空间绳系碎片系统，根据第二类Lagrange方程，建立系统动力学微分方程；步骤二，将步骤一的系统动力学方程改写为无量纲形式的系统动力学方程；步骤三，研究回收过程中非线性时变系统动力学方程的面内外摆角振动抑制问题，推导出系绳长度变化解析控制律以及在碎片回收过程期望平衡位置中面内俯仰角的取值范围；步骤四，利用Floquet理论进一步分析系统的稳定性以及保持渐近稳定的期望面内俯仰角的取值范围；通过该方法既可以保证碎片被稳定地回收到在轨航天器附近又可以确保回收过程的安全尤其是末时刻的安全性。
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公开(公告)号：CN109353546A
公开(公告)日：2019-02-19
申请号：CN201810926850.2
申请日：2018-08-15
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： B64G1/22
摘要： 本发明公开了一种抑制空间大型环形桁架结构振动的装置，属于航天器结构技术领域，该装置包括航天器，航天器连接有展开臂，展开臂上设置有执行机构；展开臂末端连接环形桁架结构，环形桁架结构上设置有索网反射面；环形桁架结构一端还通过拉线与执行机构连接；执行机构还连接有控制模块；本发明还公开了其控制方法，该方法基于拉力反馈原理，利用电机转子转动切割磁感线产生的感应电流作为反馈的电机，不需要使用其他传感器数据作为反馈，不需要已知系统模型，容易控制，在系统状态发生变化时仍然能够有效地抑制空间大型环形桁架天线结构的振动，鲁棒性好。
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公开(公告)号：CN107908855A
公开(公告)日：2018-04-13
申请号：CN201711103030.5
申请日：2017-11-10
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了一种刚-柔耦合空间带状绳系系统的建模方法，包括：建立固结于地球质心OE的惯性坐标系OE-XEYEZE，其XE轴指向升交点，ZE轴垂直于轨道平面；建立一系列固结于系统离散单元的体坐标系oi-xiyizi；以航天器质心o为原点再构建一个轨道坐标系o-xyz，其x轴指向航天器运动的反方向，y轴由地球质心OE指向主星质心o。惯性坐标系OE-XEYEZE用于建立并计算带状绳系系统动力学方程；体坐标系oi-xiyizi用于分析离散单元的刚体运动；轨道坐标系o-xyz用于展现数值结果。将带状系绳均匀离散为n个系绳单元，以获得接近真实系绳的模型。基于牛顿第二定律及动量矩定理，本发明充分考虑了空间带状系绳的拉伸、弯曲及扭转特性，准确而有效地描述刚-柔耦合空间带状绳系系统的复杂动力学行为。
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公开(公告)号：CN106516177A
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201610906124.5
申请日：2016-10-18
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种基于绳系技术的空间碎片回收控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，考虑系绳弹性，采用弹性杆模型研究空间绳系碎片系统，根据第二类Lagrange方程，建立系统动力学微分方程；步骤二，将步骤一的系统动力学方程改写为无量纲形式的系统动力学方程；步骤三，研究回收过程中非线性时变系统动力学方程的面内外摆角振动抑制问题，推导出系绳长度变化解析控制律以及在碎片回收过程期望平衡位置中面内俯仰角的取值范围；步骤四，利用Floquet理论进一步分析系统的稳定性以及保持渐近稳定的期望面内俯仰角的取值范围；通过该方法既可以保证碎片被稳定地回收到在轨航天器附近又可以确保回收过程的安全尤其是末时刻的安全性。
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