柔性太阳能帆板振动变论域白适应模糊控制.pdf

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1、上海航天第29卷2012年第6期AEROSPACESHANGHAI文章编号：1006～1630(2012)06—0011-05柔性太阳能帆板振动变论域自适应模糊控制许睿，李东旭(国防科学技术大学航天与材料工程学院，湖南长沙410073)摘要：研究了有压电智能结构的柔性太阳能帆板振动的模糊控制。建立了帆板的动力学方程，针对振动问题的特殊性，采用周期变论域设计了变论域自适应模糊控制器，提高了模糊控制的精度和自适应性能。仿真结果表明：变论域自适应模糊控制能有效抑制柔性太阳能帆板的振动，并明显优于简单模糊控制。

2、·关键词：柔性太阳能帆板；振动控制；自适应模糊控制；压电智能结构中图分类号：TB53；O328文献标志码：AVibrationControlofFlexibleSolarPanelBasedonVariableUniverseAdaptiveFuzzyControlXURui，LIDong—XU(CollegeofAerospaceandMaterialEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，Hunan，China

3、)Abstract：Thefuzzyvibrationcontrolfortheflexiblesolarpanelwithpiezoelectricsmartstructurewasstudiedinthispaper．Thedynamicalequationsofthesolarpanelwerederived．Basedonperiodvariableuniverse，avariableuniverseadaptivefuzzycontrollerwasdesignedaccordingtOthe

4、specialityofthevibration，whichimprovedprecisionandadaptiveabilityoffuzzycontro1．Thesimulationresultsshowedthatthevariableuniverseadaptivefuzzycontrollercouldsuppressthevibrationsoftheflexiblespacecraftsolarpaneleffectively，anditwasbetterthanthesimplefuzz

5、ycontroller．Keywords：Flexiblesolarpanel；Vibrationcontrol；Adaptivefuzzylogiccontrol；Piezoelectricsmartstructure0引言论和现代控制理论的控制方法已不适应此复杂系统的控制]。智能控制的发展为大柔性帆板振动主动为获取更多的能量、减轻航天器的质量，现代航控制提供了新的解决方案，其中模糊控制对具有非天器的太阳能帆板结构常呈现跨度大、质量轻、刚度线性、时变性、不确定性和强耦合特性的系统有较好低、阻尼弱等特征

6、[1-2]。在轨运行期间，任意扰动(如的控制效果。近年来，针对结构振动的模糊控制研姿态机动、变轨、空间碎片碰撞等)都极易激起太阳究获得了很多成果。文献[6]研究了采用滤波一能帆板的振动，而且在空间不易衰减。这种振动危害极大，会影响航天器的指向精度、姿态稳定，甚至xLMS自适应算法与模糊控制相结合控制复合材料破坏其结构。]。因此，对大柔性太阳能帆板振动进梁的振动；文献[7]研究了用粒子群算法优化设计模糊控制器以控制压电梁的振动；文献1-83研究了模糊行控制成为研究热点。决定振动主动控制性能的关键因素之一是

7、控制器的设计。因大柔性太阳能帆板PID融合的方法控制机械臂的振动；文献[9]研究了修正Fuzzy—PI双模控制方法对压电梁振动的控制，结构的动力学特性非常复杂，存在多种不确定因素，并进行了实验；文献[1O]基于Lyapunov原理设计建立精确的数学模型非常困难，故基于经典控制理一种稳定的白适应变论域模糊控制系统用于空间桁收稿日期：2010一l1—29；修回日期：2010—12-16架结构的振动控制。本文以粘贴压电智能体的大柔作者简介：许睿(1987一)，男，硕士生，主要研究方向为航天智性太阳能帆板为对象

8、，基于标准模糊控制，采用周期能结构的智能振动控制。变论域，对帆板振动控制进行了研究。上海航天AEROSPACESHANGHAI第29卷2012年第6期1含压电智能体帆板模型两端外加电压；t为压电片厚度。当仅考虑帆板的弯曲振动，忽略帆板与航天器当压电智能梁仅受外加控制电压作用，而机械主体间以及帆板与帆板间的连接影响，认为帆板展载荷(如弯矩、剪力等)均为零时，成立弯矩平衡方程开后为刚性锁定，并忽略航天飞行器的刚体运动影』+abbptpzdz~-