大型空间可展机构是卫星天线和太阳翼的主要承力部件，是建造高分辨率对地观测卫星和空间站的关键部件。其在太空轨道，能否正常展开直接关系到巨额投资的飞行器任务的成败，故对其展开动力学的研究受到广泛关注。近年来，人们对柔性体的建模工作虽已取得很大成功，但用现有方法来建模大型复杂柔性展开机构时，引入的广义坐标数目多、求解时间长，以致对展开动力学内在特性的认识仍然十分匮乏。鉴于此，本课题重点开展了如下几项研究：（1）对绳索滑轮系统，提出了考虑摩擦的时变索建模方法，在相同的计算精度下大幅减少了计算广义坐标数，提高了计算效率。（2）开发了基于子结构建模的柔性多体系统动力学求解器及相应前后处理程序，大大简化了建模复杂系统的难度。（3）系统深入的分析了盘饶式杆状伸展臂的展开动力学特性，为我国空间站太阳翼的展开方案选型提供了重要的技术支持。（4）系统深入的分析了大型环形可展天线的展开动力学特性，获得了制约展开驱动力和部件载荷的核心因素，为我国首个大天线的设计提供了重要的理论支撑。（5）对环形天线的能效学分析指出，天线展开需要的驱动力是非线性的，初期小后期大，而传统驱动器提供的驱动力是线性的，初期大后期小。为此提出借助凸轮或非圆齿轮调制传统弹簧力输出曲线，使其更适合天线展开所需大的非线性力位移曲线。本课题发展的时变建模方法以及开发的动力学求解程序，亦可用于其他柔性系统仿真中，为科学研究和工程应用提供有力的建模方法和计算工具。提出了非线性驱动器也可用于其他工程系统中。 2100433B