Статически определимые регулируемые структуры и их приложения в технических задачах космической астрономии

• Автор: Буякас, Виктор Игнатьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 190 с. : ил.

1 Синтез управляемых многозеркальных конструкций

1.1 Статически определимые

трансформируемые конструкции

1.2 Условия геометрической неизменяемости

1.3 Выбор связей

1.4 Регулируемые связи

1.5 Управление формой поверхности

1.6 Алгоритм статического расчета

1.7 Вантовая схема

1.8 Составной параболический рефлектор

1.9 Действующие макеты

2 Стабилизация формы поверхности составного зеркала
2.1 Требования, предъявляемые к объекту регулирования
2.2 Структурные свойства
2.3 Выбор объекта регулирования
2.4 Система с фиксированными
управляемыми связями
2.5 Управляемость конструкции
2.6 Законы управления и асимптотическая устойчивость замкнутой
системы
3 Кинематика регулярных трансформируемых структур
3.1 Линейные управляемые структуры
3.1.1 Кинематические волны в линейных структурах
3.1.2 Алгоритм управления формой

3.1.3 Простейшая регулируемая структура
3.1.4 Устойчивые и неустойчивые моды
3.1.5 Регулируемая стержневая балка
3.2 Циклические структуры
3.2.1 Осесимметричные конструкции
3.2.2 Простейшая циклическая структура
3.2.3 Трансформируемое зеркало космического
радиотелескопа
3.3 Большие платформы
3.3.1 Двумерные регулярные структуры
3.3.2 Распространение возмущения и управление формой
4 Динамика двух типов трансформируемых структур
4.1 Динамика управляемой стержневой структуры
4.1.1 Структурные требования и выбор конструкции
4.1.2 Описание стержневой структуры
4.1.3 Законы управления и действующие силы
4.1.4 Уравнения возмущенного движения регулярной
структуры
4.1.5 Единственность состояния равновесия
4.1.6 Асимптотическая устойчивость
замкнутой системы управления
4.1.7 Альтернативный алгоритм управления формой
стержневой структуры
4.1.8 Устойчивость длиннофокусных зеркал
4.2 Динамика лепестковой структуры
4.2.1 Кинематическая схема раскрытого зеркала
4.2.2 Математическая модель динамики лепестковой
конструкции
4.2.3 Возмущенное движение каркаса
4.2.4 Затухание возмущений каркаса
4.2.5 Динамика отражающей поверхности
5 Задача высокоточного раскрытия лепесткового зеркала
5.1 Проект Миллиметрон
и узел высокоточного раскрытия
лепесткового зеркала
5.2 Идея технического решения
5.3 Анализ системы фиксации
5.4 Физическое моделирование
высокоточного раскрытия
5.5 Результаты физического моделирования
6 Задача высокоточной сборки составного рефлектора
6.1 Субмиллиметрон
и задача высокоточной сборки
6.2 Физическая модель составного зеркала
6.3 Контроль формы и повторяемости сборки
6.4 Результаты физического моделирования
Заключение
Литература
Список публикаций по теме диссертации
ГЛАВА 2. Стабилизация поверхности составного зеркала

реперных точек на заданной поверхности.
Задача исследования заключается в:
а) синтезе объекта регулирования, то есть выборе числа и типа управляемых и неуправляемых связей, объединяющих зеркала в единое целое и обеспечивающих с одной стороны геометрическую неизменяемость конструкции при фиксированном положении управляемых сязей, а с другой - ненапряженную управляемость составного зеркала, то есть возможность выведения всех реперных точек составного зеркала на заданную сферу при произвольных начальных возмущениях конструкции и
б) выборе законов управления, гарантирующих асимптотическую устойчивость замкнутой системы относительно эталонного состояния равновесия.
Как и в предыдущей главе, мы рассматриваем регулярные статически определимые трансформируемые структуры без несущего основания. Но в отличии от подхода, исследованного ранее, здесь избыточные связи размещаются не на радиальнаых ребрах жесткостях, а по контуру составного зеркала. В этом случае наращивавние составного зеркала сопровождается изменением ряда связей в окрестности области роста.
Сформулируем основные требования к синтезируемому объекту регулирования.
2.1 Требования, предъявляемые к объекту регулирования
Задача построения объекта регулирования состоит в выборе связей между модулями, обеспечивающих конструкции следующие свойства.
1. При фиксированном положении управляемых связей конструкция должна быть геометрически неизменяемой, т.е. вести себя как твердое тело (обладать шестью степенями свободы), если модули и связи рассматриваются как жесткие тела.
2. Сборка конструкции и регулирование формы не должны приводить к упругим деформациям модулей.
3. Часть связей должна быть управляема и снабжена исполнительными механизмами для изменения взаимного положения модулей.
4. Конструкция должна допускать наращивание, поэтому