展開天線結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)控制分析.pdf

1、展開天線結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展和智能材料的應(yīng)用對(duì)于結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)性有了很高的要求，但展開天線結(jié)構(gòu)振動(dòng)復(fù)雜，建模困難，模態(tài)密集和柔性大的特點(diǎn)，給振動(dòng)控制帶來很大的挑戰(zhàn)。以往減振主要集中在被動(dòng)控制上，但是展開天線結(jié)構(gòu)較輕并且在振動(dòng)過程中，桿件軸向伸縮變形很小，且被動(dòng)控制只在共振區(qū)內(nèi)才有良好的減振效果，也不具有自適應(yīng)的功能。主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)由傳感器、致動(dòng)器和控制器等組成，控制器通過一定的算法將控制律施加在主動(dòng)桿上，從而起到振動(dòng)控制的效果。
　　

2、 對(duì)于主動(dòng)振動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)上的控制算法是以速度和位移作為系統(tǒng)的輸入量，但速度和位移難以觀測(cè)，給實(shí)際應(yīng)用時(shí)帶來了較大的誤差。本文在振動(dòng)狀態(tài)空間方程的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行矩陣運(yùn)算，形成以加速度為系統(tǒng)輸入的狀態(tài)微分反饋控制方程。構(gòu)造具有約束條件的目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)Lagrange乘子法和泛函極值運(yùn)算確定了狀態(tài)反饋矩陣和狀態(tài)反饋估計(jì)值，從而構(gòu)造了閉環(huán)的狀態(tài)微分控制算法。根據(jù)此算法對(duì)一直徑為2m的環(huán)形展開天線進(jìn)行了振動(dòng)控制仿真和實(shí)驗(yàn)，利用時(shí)域內(nèi)的模

3、態(tài)參數(shù)識(shí)別方法，對(duì)控制效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并以一三層剪切型框架結(jié)構(gòu)為對(duì)象，對(duì)狀態(tài)微分控制算法和傳統(tǒng)的LQR算法進(jìn)行了控制效果的對(duì)比分析。結(jié)果表明，利用狀態(tài)微分控制算法在空間結(jié)構(gòu)上的振動(dòng)控制是可行的，且減振效果明顯，不差于傳統(tǒng)的LQR控制算法，根據(jù)此實(shí)驗(yàn)和分析可得知，狀態(tài)微分控制算法適用于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。對(duì)于展開天線結(jié)構(gòu)也同樣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)樣機(jī)加工過程中精度較差，存在大量的間隙，因此使得在分析時(shí)較難以準(zhǔn)確描述結(jié)構(gòu)對(duì)象，實(shí)驗(yàn)效果低于一般傳統(tǒng)結(jié)

4、構(gòu)的減振效果，為了提高展開結(jié)構(gòu)的減振效果，可以提高展開結(jié)構(gòu)的加工精度并且明確展開結(jié)構(gòu)中間隙對(duì)于結(jié)構(gòu)對(duì)象描述時(shí)的影響。
　　 本文在振動(dòng)狀態(tài)空間方程的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行矩陣運(yùn)算，形成以加速度為系統(tǒng)輸入的狀態(tài)微分反饋控制方程。構(gòu)造具有約束條件的目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)Lagrange乘子法和泛函極值運(yùn)算確定了狀態(tài)反饋矩陣和狀態(tài)反饋估計(jì)值，從而構(gòu)造了閉環(huán)的狀態(tài)微分控制算法。針對(duì)特定的結(jié)構(gòu)，利用狀態(tài)微分控制算法對(duì)其進(jìn)行了振動(dòng)控制分析，結(jié)果表明該狀態(tài)