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随着高轨道通信卫星向着大型化、高功率和长寿命方向不断发展,未来卫星在轨服务技术具有巨大的应用前景。传统卫星平台结构和规模日益复杂,难以满足在轨服务的需求。折展机构技术能够改变卫星平台的动力学特性,实现故障设备在轨维修维护可达,成为航天技术发展趋势之一。目前国内外对可展收卫星平台结构机构技术的研究较少,本文针对大型同步通信卫星在轨服务的需求,以在轨可重复展收的桁架式卫星平台为研究对象,开展了可展收卫星平台的构型设计与优选、结构优化与设计、运动学与动力学特性分析以及原理样机研制与功能验证等研究工作。为了设计质量小、惯量变化率大的可展收卫星平台,本文分析了卫星的框架结构和承力结构的特点,提出了六种可重复展收的桁架式卫星平台构型。采用蜂窝板理论对蜂窝板等效,利用Solidworks软件和ANSYS Workbench软件对六种卫星平台构型进行结构设计和动力学分析,得出六种卫星平台构型的质量、惯量变化率、整流罩面积利用率、展开表面积比、展收状态下振动频率、设备布局影响和折展机构复杂度等性能指标。运用层次分析法计算性能评价指标的权重,基于模糊综合评价法优选了综合性能较佳的构型。进一步分析了卫星平台框架结构参数对性能指标的影响并基于模糊综合评价优选了相应的参数。使用ANSYS Workbench软件分别建立展收状态的卫星平台参数化有限元模型,以桁架杆件厚度为设计变量,以振动基频为约束条件,采用多目标遗传算法求得两种工况的优化结果,综合分析并优选参数。根据卫星平台折展机构简图,计算出其自由度为1。分析了桁架杆长之间的关系,计算出合理的折展机构参数,完成了卫星平台详细的结构设计。设计了一种小型轻量化的可重复锥杆锁紧机构,完成了静力学校核、运动学仿真以及锁紧刚度分析。研制了卫星平台缩小的3D打印模型及锥杆锁紧机构原理样机,分别进行展收功能实验和连接分离功能实验,验证了设计的正确性。分析可展收桁架式卫星平台的运动学和动力学特性。通过D-H参数法和ADAMS仿真法建立了卫星平台运动学模型,得出折展机构展开过程中角位移、角速度和角加速度等规律,卫星平台展开过程平稳,冲击小。采用ANSYS Workbench软件分析卫星平台的动力学特性,通过模态分析、谐响应分析和随机振动分析得出卫星平台在振动环境下具有良好的刚度和强度。