【摘 要】
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随着人类对于太空资源的争夺愈发激烈,航空航天领域得到了快速的发展,而卫星在人类探索太空的过程中起到非常重要的作用。卫星的太阳能帆板在结构上属于柔性结构,因为其自身
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随着人类对于太空资源的争夺愈发激烈,航空航天领域得到了快速的发展,而卫星在人类探索太空的过程中起到非常重要的作用。卫星的太阳能帆板在结构上属于柔性结构,因为其自身的特性,在运行过程中受到外部干扰时,会产生持续振动的现象,这将会影响柔性帆板系统的运行性能甚至减少其使用寿命。所以,通过主动控制方法来抑制柔性帆板系统的振动是重要意义的。为了确保柔性帆板系统能够正常运行,并具有较好的工作性能,本文对柔性帆板系统的减振控制进行了研究,其主要内容如下:1、本文对柔性帆板系统进行建模,基于欧拉-伯努利梁假设,结合哈密顿原理分析柔性帆板系统动力学特征,运用变分法和分部积分法推导得到柔性帆板系统的控制方程及其边界条件。2、本文基于柔性帆板系统的动力学模型,提出比例-微分边界控制方法抑制系统的振动,结合Lyapunov直接法证明系统的稳定性,并通过数值仿真结果验证了所设计的控制算法的有效性。3、本文考虑柔性帆板系统受到外部未知扰动,设计鲁棒边界控制方法,利用Lyapunov直接法分析和证明了控制作用下的柔性帆板系统的稳定性,并且进行了数值仿真,仿真结果表明了鲁棒边界控制方法的有效性。4、本文考虑柔性帆板系统的结构参数存在不确定性、受到外部未知扰动以及具有输出约束条件的情况,设计具有输出限制的自适应边界控制方法,包括障碍自适应边界控制器和参数自适应律,结合障碍Lyapunov函数方法和Lyapunov直接法对控制作用下柔性帆板系统的稳定性进行分析和证明,同时,数值仿真的结果说明了所提出的控制方法的有效性。
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