本文關(guān)鍵詞：撓性太陽(yáng)能帆板主動(dòng)振動(dòng)控制的研究

  更多相關(guān)文章： 太陽(yáng)能帆板 撓性 主動(dòng)控制 輸入成形 有限元仿真

【摘要】：隨著現(xiàn)代航天技術(shù)的迅猛快速發(fā)展,航天器上愈來(lái)愈多地使用一些大型、剛度低、結(jié)構(gòu)阻尼弱的柔性結(jié)構(gòu),如天線、太陽(yáng)能帆板等,這些弱阻尼的撓性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題愈來(lái)愈成為了影響航天器控制系統(tǒng)精度的重大難題,因此對(duì)撓性結(jié)構(gòu)振動(dòng)的控制研究具有重要的意義。本文將針對(duì)衛(wèi)星撓性太陽(yáng)能帆板的主動(dòng)振動(dòng)控制展開研究,具體的研究?jī)?nèi)容包括:1.論文首先綜述了國(guó)內(nèi)外撓性航天器振動(dòng)抑制的研究現(xiàn)狀,并對(duì)撓性航天器的主動(dòng)控制進(jìn)行了深入的探討;對(duì)帶有撓性太陽(yáng)能帆板的衛(wèi)星進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模研究。將撓性太陽(yáng)能帆板的振動(dòng)進(jìn)行離散化處理,采用假設(shè)模態(tài)法研究分析并且描述了帆板的振動(dòng),并結(jié)合拉格朗日原理推導(dǎo)出了撓性衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)模型。2.基于輸入成形方法對(duì)撓性太陽(yáng)能帆板在衛(wèi)星自身機(jī)動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)展開主動(dòng)控制研究。論文深入研究了輸入成形的原理和輸入成型器的設(shè)計(jì)方法,考慮到剛?cè)狁詈献饔脤?duì)系統(tǒng)參數(shù)的影響,根據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)的振動(dòng)頻率和阻尼比設(shè)計(jì)了零振動(dòng)輸入成型器,采用了一種基于輸入成形與反饋控制相結(jié)合的主動(dòng)振動(dòng)抑制策略,能有效地抑制衛(wèi)星自身機(jī)動(dòng)引起的撓性太陽(yáng)能帆板的振動(dòng)。3.基于有限元分析法對(duì)撓性太陽(yáng)能帆板在太空中由于外在因素的沖擊作用引起的振動(dòng)展開主動(dòng)控制研究。論文深入研究分析了撓性結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)的能量理論,建立了撓性太陽(yáng)能帆板的有限元模型,對(duì)帆板在受到外力沖擊作用后的自由振動(dòng)狀況進(jìn)行了研究分析,然后設(shè)計(jì)了在太陽(yáng)能帆板多節(jié)點(diǎn)上設(shè)置反饋環(huán)節(jié)的主動(dòng)控制方法,對(duì)帆板由于初始速度作用引起的振動(dòng)進(jìn)行抑制,并取得滿意的控制效果。
【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能帆板 撓性 主動(dòng)控制 輸入成形 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB535;V442
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題的背景及研究的目的和意義8
• 1.2 撓性衛(wèi)星振動(dòng)抑制的研究現(xiàn)狀及分析8-14
• 1.2.1 撓性航天器振動(dòng)抑制的相關(guān)介紹8-10
• 1.2.2 撓性衛(wèi)星被動(dòng)振動(dòng)控制的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 撓性衛(wèi)星主動(dòng)振動(dòng)控制的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.4 撓性衛(wèi)星的振動(dòng)控制的控制策略14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排14-16
• 第2章 帶太陽(yáng)能帆板的撓性衛(wèi)星的建模研究16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 幾種剛?cè)狁詈系暮?jiǎn)化模型16-18
• 2.3 假設(shè)模態(tài)法建模原理18-20
• 2.4 動(dòng)力學(xué)方程的推導(dǎo)20-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第3章 基于輸入成形的太陽(yáng)能帆板主動(dòng)振動(dòng)控制研究23-43
• 3.1 引言23
• 3.2 輸入成形的基本原理23-27
• 3.2.1 輸入成形的基本設(shè)計(jì)方法23-25
• 3.2.2 幾種常用的輸入成形器25-26
• 3.2.3 多模態(tài)系統(tǒng)的輸入成形器的設(shè)計(jì)26-27
• 3.3 輸入成形與PD控制在撓性太陽(yáng)能帆板上的應(yīng)用27-42
• 3.3.1 輸入成形和PD控制聯(lián)合設(shè)計(jì)27-30
• 3.3.2 仿真分析及結(jié)果30-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于有限元法的太陽(yáng)能帆板主動(dòng)振動(dòng)控制研究43-71
• 4.1 引言43
• 4.2 振動(dòng)的能量理論研究43-48
• 4.2.1 振動(dòng)的能量守恒原理43-44
• 4.2.2 虛功原理44-45
• 4.2.3 最小總勢(shì)能原理45-48
• 4.3 撓性太陽(yáng)能帆板有限元模型及模態(tài)分析48-53
• 4.3.1 太陽(yáng)能帆板的幾何模型48-49
• 4.3.2 模態(tài)分析49-53
• 4.4 帆板受到?jīng)_擊載荷時(shí)的動(dòng)力學(xué)仿真53-56
• 4.4.1 分析設(shè)置及支撐約束53-54
• 4.4.2 施加初始速度54
• 4.4.3 仿真結(jié)果54-56
• 4.5 帆板的振動(dòng)抑制的動(dòng)力學(xué)仿真56-69
• 4.5.1 分析設(shè)置56-57
• 4.5.2 支撐約束和載荷的加載57
• 4.5.3 仿真分析57-66
• 4.5.4 載荷施加位置不同時(shí)的仿真分析66-69
• 4.6 本章小結(jié)69-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：550324