本项目针对刚柔耦合航天器系统的特点大尺寸柔性附件,模态阻尼小,在调姿、变轨或外部扰动下将引起挠性附件振动问题;振动模态高阶密集,控制溢出等。提出采用压电传感器及驱动器、"点式"加速度传感器、角速率陀螺、"点式"喷气式驱动器、交流伺服电机驱动器进行挠性结构多模态振动辨识和主动控制。(1).提出传感器和驱动器优化配置方法,实现了挠性悬臂板弯曲和扭转模态在检测和驱动上的解耦。(2).针对该类高阶、结构参数不确定和非线性,提出复合PPF和PD控制、基于异位配置加速度反馈相位补偿控制、基于特征模型的自适应控制算法、滑模变结构控制和模糊控制等算法,进行了建模、理论分析与仿真。(3).研制了三类挠性结构实验系统,包括多套悬臂板、悬臂梁、旋转梁实验装置,开发了控制软件和测控硬件系统,进行上述提出算法的实验研究。(4).提出了基于喷气式驱动可控制反作用力的挠性结构主动控制方法。(5).提出基于加速度传感器反馈的接触力主动控制。理论和实验比较研究表明提出方法的可行性。本项目对相关技术与方法的基础探索和试验研究,对于挠性航天器和柔性机器人的振动控制提供关键理论方法与技术基础,具有重要的理论和工程意义。
英文主题词Flexible structure; Active vibration control; Optimal placement; Smart structure; Nonlinear control