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基于TiGEMS的卫星总体设计优化技术研究

专 业: 航空宇航制造工程
关键词: TiGEMS 太阳光压 太阳翼遮挡 卫星 优化设计 CAD系统
分类号: V474
形 态: 共 78 页 约 51,090 个字 约 2.444 M内容
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内容摘要


卫星的总体设计是一个多学科权衡和优化的过程,需要在多个学科范围内、从系统总体的角度去寻找最佳的方案。

在卫星总体设计中,设计人员可以借助CAD系统进行卫星结构设计和分析,不仅大大提高了设计人员的工作效率,而且减少了由于对图纸的不同理解而产生的差错。

但是目前的大部分CAD软件过分强调系统的通用性,而忽略了设计对象本身的特点及设计过程,作为设计工具的CAD系统,设计效率的进一步提高过多地依赖设计人员的知识与经验。

所以需要面向具体行业与过程的CAD系统来指导卫星的总体设计。

国外已经在商用CAD软件基础上开发出了一系列成熟的用于总体优化设计或者结构优化设计的平台,而国内还处于开发研制阶段,还没有成熟的优化平台来指导卫星的总体设计。

针对以上问题,本文在国产三维CAD——TiGEMS的基础上,结合卫星任务分析、构型设计、动力学分析、光压分析、质量特性等多专业综合设计,设计丌发了一套卫星总体设计优化平台。

本文的主要研究内容如下:1.介绍了系统的需求分析与系统设计。

针对用户提出的需求,进行了系统的功能划分,并提出了系统的集成框架和内部接口,同时介绍了本文用到的相关技术XML技术和TiGEMS二次开发技术。

2.针对卫星总体设计中对于卫星质量特性性能指标的要求,研究了卫星质量特性分析的特点,分析了卫星质量特性计算的过程,并且分析了在TiGEMS系统中卫星质量特性的分析流程、过程算法和运行实例,为用户提供了整星装配体检查、质量特性计算和配重分析功能。

3.针对空间环境对于卫星总体设计的影响,介绍了太阳光压分析的特点、数学原理和计算公式,分析了在TGEMS系统中卫星太阳光压计算的分析流程和算法,并给出了卫星光压分析的运行实例,为用户提供了任务时间设置、运动部件定义、面参数设置和光压计算等功能。

4.介绍了卫星太阳翼遮挡分析,研究了太阳翼遮挡分析的特点和曲面序列互遮挡的算法,分析了在TiGEMS系统中卫星太阳翼遮挡的分析流程和算法,并给出了卫星太阳翼遮挡的运行实例,为用户提供了太阳翼遮挡计算功能..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1研究背景、目标及意义
1.2国内外研究现状及其分析
1.2.1计算机辅助技术的发展和应用
1.2.2多学科综合优化设计技术的发展和应用
1.2.3研究现状分析
1.3课题来源与主要研究内容
1.4章节安排
第二章 系统需求分析及总体设计
2.1系统需求分析
2.2系统设计
2.2.1系统框架
2.2.2内部接口
2.3相关技术介绍
2.3.1 XML技术介绍
2.3.2 TiGEMS二次开发接口介绍
2.4本章小结
第三章 卫星质量特性分析
3.1卫星质量特性分析的特点及计算公式
3.1.1卫星质量特性分析的特点
3.1.2基本计算公式
3.2卫星质量特性分析在TIGEMS系统中的实现
3.2.1质量特性计算分析流程
3.2.2过程算法分析
3.2.3运行实例
3.3本章小结
第四章 卫星太阳光压分析
4.1概述
4.2太阳光压计算的特点
4.3数学原理及计算公式
4.3.1空间坐标系5
4.3.2太阳光方向矢量分析
4.3.3卫星质心确定
4.3.4光压计算公式
4.4太阳光压分析在TIGEMS系统中的实现
4.4.1太阳光压分析的前置条件
4.4.2太阳光压分析流程
4.4.3太阳光压算法分析
4.4.4运行实例
4.5本章小结
第五章 卫星太阳翼遮挡分析
5.1太阳翼遮挡分析的特点
5.2太阳翼遮挡分析计算原理
5.2.1整体设计说明
5.2.2计算独立曲面的可见性说明
5.2.3计算部分可见曲面的可见边界说明
5.2.4曲面序列互遮挡处理算法说明
5.3太阳翼遮挡分析在TIGEMS系统中的实现
5.3.1太阳翼遮挡分析流程
5.3.2太阳翼遮挡算法分析
5.3.3运行实例
5.4本章小结
第六章 结束语
6.1论文内容总结
6.2论文不足及展望
参考文献

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中图分类: > V474 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天器及其运载工具 > 人造卫星

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