当前位置:
X-MOL 学术
›
Appl. Mathmat. Model.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Dynamic modeling and prediction of post launch rebound mechanism of tethered space net
Applied Mathematical Modelling ( IF 4.4 ) Pub Date : 2024-12-01 , DOI: 10.1016/j.apm.2024.115861 Weiliang Zhu, Zhaojun Pang, Ju He, Zheng H. Zhu
Applied Mathematical Modelling ( IF 4.4 ) Pub Date : 2024-12-01 , DOI: 10.1016/j.apm.2024.115861 Weiliang Zhu, Zhaojun Pang, Ju He, Zheng H. Zhu
This study presents a mathematical model to analyze the complex dynamics and rebound mechanism of the Tethered Space Net (TSN). Using the lumped mass method, a dynamic model of the TSN is developed and validated through ground swing testing. Building on this foundation, a novel predictive model is introduced to reveal the rebound mechanism of the TSN. This model incorporates TSN's momentum and energy, utilizing a rebound index and a characterization function to forecast potential rebounds and quantitatively describe the rebound state. The primary cause of the TSN rebound is the uneven speed distribution across the net surface, which results from the local stretching of tethers after launch. This phenomenon leads to a rebound in TSN. The proposed model effectively elucidates this mechanism and proves adaptable to various types of rebound scenarios. A subsequent parametric analysis provides a comprehensive understanding of the rebound behavior described by the model. Furthermore, Fuzzy logic is integrated into the predictive model to enhance the precision of the rebound timing forecasts. Results from 1,000 random tests demonstrate the model's accuracy, with a maximum error of <4 % in predicting rebound time.
中文翻译:
系留空间网发射后反弹机制的动力学建模与预测
本研究提出了一个数学模型来分析系留空间网 (TSN) 的复杂动力学和回弹机制。使用集总质量法,开发 TSN 的动力学模型,并通过地面摆动测试进行验证。在此基础上,引入了一种新的预测模型来揭示 TSN 的反弹机制。该模型结合了 TSN 的动量和能量,利用反弹指数和特征函数来预测潜在的反弹并定量描述反弹状态。TSN 反弹的主要原因是网面上的速度分布不均匀,这是由于发射后系绳的局部拉伸造成的。这种现象导致 TSN 反弹。所提出的模型有效地阐明了这种机制,并证明其适用于各种类型的反弹情景。随后的参数分析提供了对模型描述的回弹行为的全面理解。此外,Fuzzy logic 被集成到预测模型中,以提高反弹时序预测的精度。1,000 次随机测试的结果表明了该模型的准确性,在预测反弹时间方面的最大误差为 <4 %。
更新日期:2024-12-01
中文翻译:
系留空间网发射后反弹机制的动力学建模与预测
本研究提出了一个数学模型来分析系留空间网 (TSN) 的复杂动力学和回弹机制。使用集总质量法,开发 TSN 的动力学模型,并通过地面摆动测试进行验证。在此基础上,引入了一种新的预测模型来揭示 TSN 的反弹机制。该模型结合了 TSN 的动量和能量,利用反弹指数和特征函数来预测潜在的反弹并定量描述反弹状态。TSN 反弹的主要原因是网面上的速度分布不均匀,这是由于发射后系绳的局部拉伸造成的。这种现象导致 TSN 反弹。所提出的模型有效地阐明了这种机制,并证明其适用于各种类型的反弹情景。随后的参数分析提供了对模型描述的回弹行为的全面理解。此外,Fuzzy logic 被集成到预测模型中,以提高反弹时序预测的精度。1,000 次随机测试的结果表明了该模型的准确性,在预测反弹时间方面的最大误差为 <4 %。