变结构航天器动力学特性在轨辨识方法综述

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1、v01．24No．3航天器工程第24卷第3期】OoSPACECRAFTENGINEERING2015年6月；：；=========—===——==；==———=———===—=———2———2222。222。222222。22一变结构航天器动力学特性在轨辨识方法综述黄龙飞1尚志2柳宁1(1中国空间技术研究院载人航天总体部，北京100094)(2中国空间技术研究院，北京100094)摘要动力学特性在轨辨识是对大型变结构航天器精确控制的基础和关键。首先，分析了国外在动力学特性在轨辨识领域的工程应用。其次，从在轨运行过程对动力学特性的影响出发，对在轨辨识方法的工程适用性进行了分析和

2、评述，并总结了开展帝1约航天器动力学特性在轨辨识方法工程应用的条件。最后，对航天器质量特性和模态参数在轨辨识方法的应用进行了总结，可为动力学特性在轨辨识方法在我国未来大型变结构航天器中的应用提供参考。关键词变结构航天器；动力学特性；在轨辨识中图分类号：V414文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．03．016DiscussiononMethodofOn-orbitIdentificationofDynamicCharacteristicsforVariableStructureSpacecraftHUANGLongfeilSHANG

3、Zhi2IAUNin91(1InstituteofMannedSpaceSystemEngineering，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)(2ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：On—orbitidentificationofdynamiccharacteristicsisthebasisofaccuratecontrollingofvariablestructurespacecraft．Inthispaper，analysi

4、sonforeignpracticalapplicationsofon—orbiti—dentificationofdynamiccharacteristicsisdescribed。Then，applicabilityofidentificationatgo—rithmsisanalyzedandevaluated．Moreover，restrictionsonapplicationofon—orbitidentificationofdynamiccharacteristicsforvariablestructurespacecraftinChinaarealsoanaly

5、zed．Finally，identificationalgorithmsaresummarized，whichareassociatedwithmasspropertiesandmodalparameter．Theworkcanprovideanengineeringapproachandreferencetofurtherapplicationofon—orbitidentificationOfdynamiccharacteristicsforlargevariablestructurespacecraftinChina．Keywords：variablestructure

6、spacecraft；dynamiccharacteristics；on—orbitidentificationl引言大型变结构航天器结构复杂，由多个舱段分次发射入轨组装而成，是我国未来航天器发展的重要方向之一。在轨构型变化、模块化结构调整、载荷工况变化等过程会使得航天器成为变结构、变质量、变参数的不确定性对象，若未能获取变化后的动力学收稿日期：2015-01—19：修回日期：2015-04—27基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：黄龙飞，男，硕士研究生，研究方向为航天器总体设计。Email：hl{一buaal5@163．corn。第3期黄龙飞等：变结构航天器动力学特性在

7、轨辨识方法综述特性，则难以实现高精度的姿态控制，影响复杂空间任务的顺利完成。从控制器设计角度考虑，大型变结构航天器的质量、质心位置、转动惯量和柔性结构的模态参数对控制器设计影响较大，但地面无法进行全尺寸试验来获取整体的动力学特性参数，仅能根据理论计算和经验估计，从而影响控制精度、研制成本和在轨运行寿命。而通过在轨辨识的方法能够准确得到这些参数，因此，开展变结构航天器动力学特性在轨辨识方法的应用研究具有重要意义。在轨辨识是建立在动力学反问题的基础上，根据航天器在轨激励输入及响应反求质量特性参数和模态参数等