[发明专利]一种利用卫星自旋在轨展开二维平面可展机构的方法

权利要求书

1.一种利用卫星自旋在轨展开二维平面可展机构的方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、建立带二维可展结构的卫星在轨展开柔性多体动力学模型；

步骤二、获取带二维可展结构卫星的质量惯量特性和二维可展结构的铰链驱动力矩、摩擦力矩、阻尼器温度阻尼关系数据、各铰链和薄弱结构最大可承受力和力矩，以及卫星陀螺最大角速度测量范围；

步骤三、从最小卫星三轴角速度ω_min开始，每次乘以2，直到最大卫星三轴角速度ω_max，计算得到卫星三轴角速度数据列表；

步骤四、确定可辅助二维平面可展结构展开的卫星坐标轴K；

步骤五、通过柔性多体动力学分析，确定辅助星载可展开结构展开的卫星角速度ω_obj；

步骤六、卫星调整姿态，并使卫星获得步骤五中的卫星角速度，释放卫星可展结构展开约束装置。

2.根据权利要求1所述的一种利用卫星自旋在轨展开二维平面可展机构的方法，其特征在于：步骤三中，所述最小卫星三轴角速度ω_min取0.25deg/sec，最大卫星三轴角速度ω_max取64deg/sec。

3.根据权利要求1所述的一种利用卫星自旋在轨展开二维平面可展机构的方法，其特征在于：步骤四的具体过程为：

41)将二维可展结构驱动力或力矩置零；

42)设卫星的X、Y、Z三轴角速度均为Mdeg/sec，10≥M≥1；

43)利用步骤一得到的卫星在轨展开柔性多体动力学模型，分别开展卫星以Mdeg/sec绕X、Y、Z轴转动的带二维可展结构的卫星多体动力学仿真；

44)对步骤43)得到的卫星二维可展结构的铰链展开角度总和进行比较，以仿真终止时刻的二维平面可展结构铰链展开角度总和最大的卫星坐标轴K，作为辅助二维平面可展结构展开的卫星坐标轴。

4.根据权利要求1所述的一种利用卫星自旋在轨展开二维平面可展机构的方法，其特征在于：步骤五的具体过程为：

51)将步骤二获得的数据赋予步骤一得到带二维可展结构的卫星在轨展开柔性多体动力学模型；

52)根据步骤四确定的卫星旋转轴K，令该轴角速度ω_i等于ω_min，i＝1；

53)利用绕卫星K轴的角速度ω_i和卫星在轨展开柔性多体动力学模型开展仿真，i为正整数；

54)对步骤52)步仿真结果进行后处理得到卫星薄弱结构承受的力；

55)将步骤53)得到卫星薄弱结构受力与薄弱结构可承受最大力的0.7倍比较，如果步骤53)得到的结构受力小于卫星薄弱结构受力与薄弱结构可承受最大力的0.7倍，则将现在该轴角速度乘以2，作为下一步角速度ω_i+1并返回步骤53)；如果步骤53)得到的结构受力大于卫星薄弱结构受力与薄弱结构可承受最大力的0.7倍，执行步骤56)；

56)判断|ω_i-ω_i-1|是否小于等于Δω_allowed，如果是，将ω_i-1作为允许的卫星自旋角速度ω_obj，如果否，则将当前时刻角速度和上一时刻角速度的值的平均值，作为进行计算的角速度，ω_i+1＝(ω_i+ω_i-1)/2，返回步骤53)；所述Δω_allowed表示允许的角速度误差值。

5.根据权利要求1所述的一种利用卫星自旋在轨展开二维平面可展机构的方法，其特征在于：步骤六的具体过程为：

61)对卫星进行调姿，确保太阳矢量与展开后二维平面可展结构表面垂直，并打开可展开结构阻尼器加热器，等待二维可展结构阻尼器温度达到预定值；

62)启动卫星相应推力器组对，使卫星沿K轴自旋角速度等于ω_obj；

63)令太阳翼压紧机构火工切割器品起爆，太阳翼在自旋角速度和自身展开驱动作用下展开到位并锁定。