کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8056006 1519927 2016 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Dynamic modelling and stability parametric analysis of a flexible spacecraft with fuel slosh
ترجمه فارسی عنوان
مدلسازی پویا و تحلیل پارامترهای پایداری یک فضاپیما انعطاف پذیر با شتاب سوخت
ترجمه چکیده
فضاپیمای مدرن اغلب مقادیر زیادی از سوخت مایع را برای اجرای ایستگاه نگهداری و مانور نگرشی برای ماموریت های فضایی اجرا می کند. به طور کلی سیستم ترکیبی مایع ساخت مدل بسیار دشوار است و تجزیه و تحلیل ها بر اساس برخی از ساده سازی های فرض شده صورت می گیرد. یک نمایش واقع گرایانه از پویایی مایع در داخل بسته های بسته می تواند توسط سیستم مکانیکی معادل تقریبی باشد. این تکنیک را می توان یک ابزار ریاضی بسیار مفید برای حل مشکل دینامیکی کامل یک سیستم فضایی حاوی مایع دانست. بنابراین، آنها هنگام طراحی یک سیستم کنترل یا مطالعه ی حاشیه های ثبات پویایی مرتبط، بسیار مفید هستند. مدل های مکانیکی معادل استفاده شده معمولا مدل های توده ای و مدل های آونگ است. تا آنجا که مدلسازی فضاپیما نگران کننده است، معمولا آنها را سفت می کنند؛ به عنوان مثال در هنگام برخورد با تعامل دینامیک نگرش با شتاب سوخت، هیچ ضمانت انعطاف پذیر مانند آرایه های خورشیدی یا آنتن ها در نظر گرفته نمی شود. در این مقاله، تعاملات بین لایه سوخت، دینامیک نگرش و پدیده های قابل انعطاف یک فضاپیما، ابتدا با روش چند طبقه ای کلاسیک مورد بررسی قرار می گیرند. به طور خاص، معادلات نگرش و حرکت مدار برای اولین بار برای فضاپیمای انعطاف پذیر انعقاد مایع پر شده در معرض شارژ سوخت مشتق شده است؛ سپس چندین تجزیه و تحلیل پارامتری برای بررسی شرایط پایداری سیستم در طی برخی از منوها انجام می شود. این مطالعه پروژسترون برای سنتز تکنیک های کنترل نگرش پیشرفته و / یا ایستگاه هایی است که می تواند موجب کاهش و یا کاهش بی تحرکی ناشی از پدیده های انعطاف پذیر ماهواره و توده ی سوخت زیستی شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
پیش نمایش مقاله
مدلسازی پویا و تحلیل پارامترهای پایداری یک فضاپیما انعطاف پذیر با شتاب سوخت
چکیده انگلیسی
Modern spacecraft often contain large quantities of liquid fuel to execute station keeping and attitude manoeuvres for space missions. In general the combined liquid-structure system is very difficult to model, and the analyses are based on some assumed simplifications. A realistic representation of the liquid dynamics inside closed containers can be approximated by an equivalent mechanical system. This technique can be considered a very useful mathematical tool for solving the complete dynamics problem of a space-system containing liquid. Thus they are particularly useful when designing a control system or to study the stability margins of the coupled dynamics. The commonly used equivalent mechanical models are the mass-spring models and the pendulum models. As far as the spacecraft modelling is concerned they are usually considered rigid; i.e. no flexible appendages such as solar arrays or antennas are considered when dealing with the interaction of the attitude dynamics with the fuel slosh. In the present work the interactions among the fuel slosh, the attitude dynamics and the flexible appendages of a spacecraft are first studied via a classical multi-body approach. In particular the equations of attitude and orbit motion are first derived for the partially liquid-filled flexible spacecraft undergoing fuel slosh; then several parametric analyses will be performed to study the stability conditions of the system during some assigned manoeuvers. The present study is propaedeutic for the synthesis of advanced attitude and/or station keeping control techniques able to minimize and/or reduce an undesired excitation of the satellite flexible appendages and of the fuel sloshing mass.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Astronautica - Volume 127, October–November 2016, Pages 141-159
نویسندگان
, , ,