变拓扑多臂航天器高效统一动力学建模

作者：王宏旭; 柳子然; 岳程斐^*; 曹喜滨

来源：宇航学报, 2022, 43(12): 1606-1617.

DOI：10.3873/j.issn.1000-1328.2022.12.003

• 变拓扑
• 多臂航天器
• 高效动力学建模
• 空间算子代数

针对多臂航天器在轨操控过程中可能存在的多链、闭环、环链混合等多种拓扑构型及相应的动力学模型变化，提出基于空间算子代数理论(SOA)的高效统一动力学建模方法。首先，提出了描述多臂航天器部件连接关系的构型参数，并基于构型参数提出了多臂航天器拓扑构型描述矩阵的自主生成方法。其次，基于空间算子代数理论，将通路矩阵与空间转移算子相结合，提出了变拓扑多臂航天器统一动力学建模方法。最后，将数值仿真结果与多体动力学仿真软件的仿真结果进行比对，验证所提方法的有效性。仿真结果表明，对于不同的拓扑结构，所提出的O(n)阶统一动力学建模方法能准确描述变拓扑情况下的多臂航天器动力学响应。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学（深圳）; 航天学院