[发明专利]基于父子关系迭代的卫星多体动力学系统计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于父子关系迭代的卫星多体动力学系统计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)对树型系统的节点进行编号；

(2)选择树型系统的节点中编号为k的节点，建立该节点k与其父节点和子节点之间的动力学关系和运动约束关系,计算节点k的广义质量矩阵M_k、惯性力v_k、父节点对自己的运动传递矩阵对子节点的运动传递矩阵

(3)依据步骤(2)计算的广义质量矩阵M_k、惯性力v_k、运动传递矩阵建立父子节点之间的等效惯量矩阵和等效广义力递推计算关系，计算节点等效惯量矩阵和等效广义力；

(4)依据步骤(3)计算的等效惯量矩阵P_k，建立先辈节点影响系数递推计算关系，计算先辈节点影响系数；

(5)依据步骤(4)建立的先辈节点影响系数递推计算关系，计算后辈节点影响系数；

(6)依据步骤(4)的先辈节点影响系数计算结果计算节点先辈广义力Δ_k；

(7)依据步骤(3)～(6)计算结果建立节点k与其所有先辈节点和所有后辈节点的动力学关系,先辈节点和后辈节点分别通过先辈影响系数和后辈影响系数传递到节点k；

(8)依据步骤(7)所建立的动力学关系应用于树型系统的所有节点,对所有节点自动组集系统矩阵。

2.根据权利要求1所述的基于父子关系迭代的卫星多体动力学系统计算方法，其特征在于：在步骤(1)中，总共有t个编号，编号的规则为按照树型结构的从左向右的每个分支向下依次编号，使得所有的先辈节点的编号都在该节点编号的前面，所有的后辈节点的编号都在该节点编号的后面。

3.根据权利要求2所述的基于父子关系迭代的卫星多体动力学系统计算方法，其特征在于：在步骤(2)中，广义质量矩阵M_k、惯性力v_k、父节点对自己的运动传递矩阵对子节点的运动传递矩阵计算公式为：

并且广义质量矩阵M_k、惯性力v_k、对第i个子节点的运动传递矩阵满足以下的父子节点之间的动力学关系和运动约束关系：

其中，

其中,所有符号中的上标或下标p(*)均表示节点的先辈节点序列,例如p(0)表示节点k的父节点,p(1)表示节点k向前追溯的第1代先辈节点,p(i)表示节点k向前追溯的第i代先辈节点；所有符号中的上标或下标b(*)表示节点的后辈节点序列,b(i)表示第i个后辈节点的编号,i<N_c均为子节点,i>＝N_c为非子节点,N_c表示子节点个数。J为节点k的惯量矩阵,m为节点k的质量,为惯性系到节点b(i)的本体系的转移矩阵,为与编号为b(i)的子节点的连接铰链本地基到本体的转移矩阵，为与编号为b(i)的子节点的连接铰链移动基到本地基的转移矩阵,为与父节点的连接铰链本地基到本体的转移矩阵，为与父节点的连接铰链移动基到本地基的转移矩阵,r_c为节点k的质心,为r_c的反对称矩阵,为节点k与编号为b(i)的子节点的连接矢量反对称矩阵，为节点k与父节点的连接矢量反对称矩阵，为节点k的角速度导数,为节点k的速度导数,I为3维单位阵,为节点k与第i个子节点的铰矢量,β_k为节点k的铰链广义坐标,为节点k的第i个子节点的铰链广义坐标,M_k为节点k的广义质量矩阵,为节点k的广义速度的导数,即广义加速度,为节点k父节点的广义速度的导数,为节点k第i个子节点的广义速度的导数，H_k为节点k的铰链矩阵,为节点k第i个子节点的铰链矩阵,y_k为节点k的铰链运动耦合项,y_b(i)节点k第i个子节点的铰链运动耦合项,为节点k与其父亲节点铰接处的广义作用力,节点k与其第i个子节点铰接处的广义作用力,v_k为节点k的惯性力,为表示节点k对其第i个子节点的运动传递矩阵,表示的转置,为节点k的父亲节点对节点k自己的运动传递矩阵。