5-太阳能帆板地面气浮展开过程仿真与虚拟调试系统设计_周鑫.pdf

      卫星在发射到太空前需要在地面上进行多次的帆板展开微重力模拟实验，以验证卫星太阳能帆板在轨展开时的可靠性。随着帆板尺寸的增加，数量的增多，每块帆板下方配置的气浮重力补偿装置的数量也随之增加，增加了多点协调控制的难度。因此，设计一种高效可靠的控制策略协调控制多个气浮重力补偿装置支撑点的实时位置，保证帆板在地面微重力环境下平稳顺利展开具有十分重要的研究价值。进一步，当前太阳能帆板气浮法地面展开实验准备时间长，依靠人工重复展开实验获取控制参数，调试工作量大，实验成本高，若能在充分分析太阳能帆板展开过程动力学特性以及展开实验中多个重力补偿装置协调控制策略的基础上，运用数字孪生技术进行仿真建模，在实验开始前，基于帆板展开虚拟样机模型调试各项仿真测试参数，存储历史实验数据，提出物理实验优化策略，将具有十分重要的意义。 

      针对卫星太阳能帆板地面微重力展开实验的研究背景，首先利用柔性多体动力学理论建立帆板多板地面展开的动力学方程，在Adams 中建立的仿真模型进行了仿真分析。针对气浮重力补偿装置支撑点位控问题，提出一种带有新型函数型伸缩因子的变论域模糊控制策略，针对多个支撑点的扰动相互干扰问题，提出力位分离控制策略，并设计了仿真验证实验，最后设计了可视化软件的人机交互界面，搭建集成环境验证了控制策略的适用性和可靠性。

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