復(fù)雜衛(wèi)星撓性附件在軌辨識及主動抑制技術(shù).pdf

1、本文針對復(fù)雜衛(wèi)星大型撓性附件的在軌辨識及振動抑制問題,對帶有壓電智能元件的大型撓性附件進(jìn)行了動力學(xué)建模,并在此基礎(chǔ)上,對大型撓性附件的在軌辨識算法以及撓性結(jié)構(gòu)的振動抑制問題進(jìn)行了深入的研究,研究的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　針對帶有壓電元件的大型撓性附件的建模問題,對典型的壓電元件-壓電陶瓷的基本方程以及板型撓性附件的振動模態(tài)方程進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了壓電傳感器/作動器與板型撓性附件之間的耦合關(guān)系,得出大型撓性附

2、件狀態(tài)方程的觀測矩陣與控制矩陣的表示方法,從而為后續(xù)系統(tǒng)辨識與主動振動控制技術(shù)的理論研究、仿真驗證以及工程實踐奠定了必要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
　　針對衛(wèi)星在軌運行時的特點,對大型撓性附件在軌辨識方法的原理及應(yīng)用方法進(jìn)行了深入的研究并初步設(shè)計了在軌辨識的系統(tǒng)架構(gòu)。詳細(xì)介紹了ERA算法及其改進(jìn)算法OKID的基本原理和實現(xiàn)步驟,并對兩種算法在軌情形時的激勵方法和參數(shù)選取進(jìn)行了深入分析和仿真驗證,結(jié)果表明ERA算法和OKID算法都能夠快

3、速準(zhǔn)確地辨識出系統(tǒng)的動力學(xué)參數(shù)并且具有一定的抗噪聲能力。針對OKID算法辨識精度受激勵信號的質(zhì)量影響的問題,提出使用撓性附件上帶有的壓電作動器產(chǎn)生小幅輔助激勵來提高辨識精度的方法。仿真結(jié)果表明,該方法可以顯著提高在軌辨識精度,減少運算所需的數(shù)據(jù)量,從而大大提高了算法效率。
　　針對撓性結(jié)構(gòu)的主動振動抑制問題,提出了使用壓電作動器結(jié)合正位置反饋算法PPF實現(xiàn)主動振動抑制的方案。詳細(xì)分析了PPF算法的基本原理以及參數(shù)選取對算法魯棒性和