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Structural Dynamics and Attitude Control of a Solar Sail Using Tip Vanes

机译：使用叶尖叶片的太阳帆结构动力学和姿态控制

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摘要

This paper delves into the structural and attitude dynamics of a cord-mat square solar sail being controlled by two-degree-of-freedom tip-vane actuation. The paper's main goal is to simulate and analyze the behavior of a solar sail under a tip-vane attitude control scheme using a geometrically nonlinear elastic finite element method model of the sail. The controller/structural interaction is of particular interest, as the control solution of the two-degree-of-freedom tip-vane actuation is based on a flat, inflexible sail. The sail structure is further augmented by a wrinkling model for handling the membranes under negative strain. The model is further augmented by the disturbance forces produced by the reflective sail membrane itself. A combined, dynamic simulation of all of the aforementioned are performed to analyze the performance of the control system as a whole.
机译：本文研究了由两自由度叶尖叶片致动控制的方垫式太阳帆的结构和姿态动力学。本文的主要目标是使用帆的几何非线性弹性有限元方法模型来模拟和分析太阳帆在叶尖姿态控制方案下的行为。控制器/结构的相互作用特别受关注，因为两自由度叶轮叶片致动的控制解决方案基于平坦且不弯曲的风帆。皱纹模型进一步增强了帆结构，以便在负应变下处理膜。反射帆薄膜本身产生的干扰力进一步增强了模型。对上述所有内容进行组合的动态仿真，以分析整个控制系统的性能。

著录项

  • 来源
    《Journal of Spacecraft and Rockets》 |2015年第6期|1665-1679|共15页
  • 作者

    Choi Mirue; Damaren Christopher J.;

  • 作者单位

    Univ Toronto, Inst Aerosp Studies, Toronto, ON M3H 5T6, Canada;

    Univ Toronto, Inst Aerosp Studies, Toronto, ON M3H 5T6, Canada;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
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