中文摘要：

针对航天器这种带有柔性铰链、浮动刚性基坐和分布参数挠性结构(如太阳帆板或天线)组成的刚柔耦合复杂系统，在太空失重条件下存在模态阻尼小，高阶且低频密集，控制溢出等问题，进行振动主动控制的研究。采用智能结构分布式传感器和驱动器并结合"点式"加速度传感器和"点式"喷气式驱动器，进行具有柔性铰链和分布参数组成的挠性结构的振动进行测量和控制，针对该类复杂系统进行传感器和驱动器的位置和数目的优化配置研究；采用动力学建模并结合基于多传感器在线辨识方法得到系统的低阶模型，实现复杂系统的自适应主动振动控制；进行挠性结构的主动控制方法的应用研究，以实现挠性结构的快速振动抑制，提高航天器的姿态稳定性和指向精度。本项目的研究对于挠性航天器这样复杂系统的建模和控制具有重要的意义。

结论摘要：

本项目针对挠性航天器和柔性机器人的振动控制问题，如模态阻尼小，高阶和控制溢出等，进行了刚柔耦合复杂系统建模、敏感器和驱动器优化配置、振动快速控制算法的理论和实验研究。对带有柔性铰链、分布参数的压电智能挠性转动梁系统进行动力学建模；对压电智能挠性悬臂板进行模型研究。采用智能结构分布式传感器和驱动器并结合"点式"加速度传感器和"点式"喷气式驱动器和交流伺服电机进行振动主动控制。采用遗传算法进行传感器和驱动器的位置和尺寸及数目的优化配置研究。针对该类高阶复杂系统，结构参数不确定和非线性，提出采用非线性控制算法进行振动控制，包括复合PPF和PD控制算法，增益选择变结构控制算法、鲁棒控制和基于低阶模型的自适应非线性控制算法，进行振动主动控制仿真研究。研制成功三种挠性结构实验系统，包括压电挠性悬臂梁、压电挠性旋转梁和压电挠性悬臂板实验系统，进行了控制算法的实验比较研究。实验结果表明，采用的算法具有很好的鲁棒性，可快速抑制系统的振动。并且解决了仅靠数学仿真研究难以发现的问题，如小幅值残余振动控制。探索和研究新方法对于挠性航天器和柔性机器人系统的振动控制提供有效的解决途径。具有重要的理论和工程意义。