挠性太阳能帆板主动振动控制的研究

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1、硕士学位论文挠性太阳能帆板主动振动控制的研究RESEARCHONACTIVEVIBRATIONCONTROLOFTHEFLEXIBLESOLARPANELS崔亮亮哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：V474.1学校代码：10213国际图书分类号：629.7密级：公开工程硕士学位论文挠性太阳能帆板主动振动控制的研究硕士研究生：崔亮亮导师：张广莹副教授申请学位：工程硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2015年6月30日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V474.1U.D.C:629.7DissertationfortheMaste

2、rDegreeinEngineeringRESEARCHONACTIVEVIBRATIONCONTROLOFTHEFLEXIBLESOLARPANELSCandidate：CuiLiangliangSupervisor：AssociateProf.ZhangGuangyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June30,2015Degree-Conferr

3、ing-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着现代航天技术的迅猛快速发展，航天器上愈来愈多地使用一些大型、刚度低、结构阻尼弱的柔性结构，如天线、太阳能帆板等，这些弱阻尼的挠性结构的振动问题愈来愈成为了影响航天器控制系统精度的重大难题，因此对挠性结构振动的控制研究具有重要的意义。本文将针对卫星挠性太阳能帆板的主动振动控制展开研究，具体的研究内容包括：1.论文首先综述了国内外挠性航天器振动抑制的研究现状，并对挠性航天器的主动控制进行了深入的探讨；对带有挠性太阳能帆板的卫星进行动力学建模研究。将挠性太阳能帆

4、板的振动进行离散化处理，采用假设模态法研究分析并且描述了帆板的振动，并结合拉格朗日原理推导出了挠性卫星的动力学模型。2.基于输入成形方法对挠性太阳能帆板在卫星自身机动时引起的振动展开主动控制研究。论文深入研究了输入成形的原理和输入成型器的设计方法，考虑到刚柔耦合作用对系统参数的影响，根据闭环系统的振动频率和阻尼比设计了零振动输入成型器，采用了一种基于输入成形与反馈控制相结合的主动振动抑制策略，能有效地抑制卫星自身机动引起的挠性太阳能帆板的振动。3.基于有限元分析法对挠性太阳能帆板在太空中由于外在因素的冲击作用引起的振动展开主动控制研究。论文深入研究分析了挠性结构振动时的能量理论

5、，建立了挠性太阳能帆板的有限元模型，对帆板在受到外力冲击作用后的自由振动状况进行了研究分析，然后设计了在太阳能帆板多节点上设置反馈环节的主动控制方法，对帆板由于初始速度作用引起的振动进行抑制，并取得满意的控制效果。关键词：太阳能帆板；挠性；主动控制；输入成形；有限元仿真-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththerapidlydevelopmentofmodernspacetechnology,theflexiblestructureofsomelarge,lowstiffnessandweakdampingisincreasinglyusedinthes

6、pacecraft,suchasantenna,solarpanels,etc.,thevibrationoftheseweakdampingflexiblestructureisbecomingamajorproblemfortheaccuracyofspacecraftcontrolsystem,therefore,itisofgreatsignificancetostudythevibrationcontrolofflexiblestructure.Inthispaper,thearticlewillexpandresearchfortheactivevibrationc

7、ontrolofflexiblesatellitewithsolarpanels,andthisdissertationincludes:1.Thispaperfirstlyoverviewedtheresearchstatusofvibrationsuppressionforflexiblespacecraftondomesticandforeign,anddiscussedtheactivecontrolofflexiblespacecraftdeeply;Andthispaperstu