簡介：作者簡介李洋，陜西咸陽人。2004年畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)，獲學(xué)士學(xué)位。2005年8月至今在西安電子科技大學(xué)攻讀博士學(xué)位。師從仇原鷹教授。主要研究方向結(jié)構(gòu)力學(xué)、振動主動控制、航天器控制等。代表性成果及經(jīng)歷已撰寫發(fā)表科技論文7篇，其中EI檢索論文4篇含已錄用。攻讀博士期間曾在上海宇航系統(tǒng)工程研究所進(jìn)行新型展開航天器方面的研究工作。參加了上海市重點實驗室項目和上海市科委科技專項等項目的研究工作，負(fù)責(zé)其中的撓性航天器姿態(tài)與振動控制方面的研究工作。YANGLI，WASBOMINXIANYANG，SHAANXIPROVINCE，CHINA,IN1981HERECEIVEDHISBAINMECHANICALENGINEERINGANDAUTOMATIONFROMXIDIANUNIVERSITY,XI’AN，CHINA,IN2004NOW,HEISTHEPHDSTUDENTINXIDIANUNIVERSITY,XI’ALL，CHINA，SINCE2005ADVISORPROFYUANYINGQIUHISRESEARCHINTERESTSINCLUDESTRUCTURALMECHANICSACTIVEVIBRATIONCONTROLANDSPACECRAFTCONTROLETCHEHASPUBLISHEDSEVENJOURNALANDCONFERENCEPAPERS，INCLUDINGTHREEPAPERSINDEXEDBYENGINEERINGINDEXEIDATABASESHECARRIEDONTHERESEARCHWORKINAEROSPACESYSTEMENGINEERINGSHANGHAIDURINGTHEDOCTORALHEPARTICIPATEDINTHERESEARCHWORKOFTHESHANGHAIKEYLABPROJECTANDSCIENCEANDTECHNOLOGYPROJECTSOFSHANGHAISCIENCEANDTECHNOLOGYCOMMISSIONANDHEISRESPONSIBLEFORRESEARCHWORKOFATTITUDECONTROLANDVIBRATIONCONTROLFORFLEXIBLESPACECRAFT摘要摘要采取多種展開形式的大型航天器往往具有較強(qiáng)的柔性，對其在空間工作時產(chǎn)生的振動需要進(jìn)行抑制以滿足航天器任務(wù)的需求。本文針對柔性航天器進(jìn)行了動力學(xué)建模、模型修正、非線性姿態(tài)與振動控制、魯棒振動控制及振動控制實現(xiàn)策略等方面的研究，旨在為柔性航天器振動控制的實際工程應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要研究內(nèi)容如下1根據(jù)混合坐標(biāo)法和拉格朗日方程推導(dǎo)了柔性航天器的動力學(xué)模型，并提出一種附加質(zhì)量法分析薄板在空氣場中的非線性振動問題。針對航天器柔性結(jié)構(gòu)在地面實驗中的非線性振動問題，引入GREENLAGRANGE應(yīng)變修正非線性薄板的一階剪切變形，采用虛功原理建立薄板有限元模型，再通過速度勢函數(shù)和格林函數(shù)計算空氣場加載在薄殼上的壓力獲得附加質(zhì)量，利用附加質(zhì)量對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。將所獲得的柔性結(jié)構(gòu)地面非線性動力學(xué)分析結(jié)果用于修正柔性航天器模型，從而獲得相對精確的在軌工作時的動力學(xué)模型。2基于壓電智能材料和模態(tài)控制方法構(gòu)造了三軸穩(wěn)定柔性航天器的姿態(tài)控制和振動控制系統(tǒng)。利用頻帶隔離思想，設(shè)計了柔性結(jié)構(gòu)的正位置反饋POSITIVEPOSITIONFEEDBACK，PPF振動主動控制器。建立了壓電智能板的有限元模型，并導(dǎo)出壓電作動器的模態(tài)控制力以及結(jié)構(gòu)的模態(tài)位移?？紤]到姿態(tài)確定系統(tǒng)、姿態(tài)控制執(zhí)行器及PPF控制器，建立了三軸穩(wěn)定柔性航天器姿態(tài)控制與振動控制的全數(shù)字仿真模型，通過算例驗證了模型以及控制方法的有效性。3設(shè)計了抗干擾能力較強(qiáng)的基于狀態(tài)相關(guān)RICATTI方程STATEDEPENDENTRICCATIEQUATION，SDRE的姿態(tài)控制器，并利用自適應(yīng)方法增強(qiáng)了一階PPF控制器的魯棒性。根據(jù)航天器姿態(tài)角與姿態(tài)角速度兩類變量變化速度的不同，將姿態(tài)動力學(xué)、運動學(xué)分解為內(nèi)、外兩個控制回路，再將非線性動力學(xué)偽線性化，每個回路設(shè)計相應(yīng)的積分型SDRE控制器。同時，研究了一階PPF控制器特性，利用自適應(yīng)思想設(shè)計了柔性結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)PPF振動控制器，增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的魯棒性，并且較好地解決了控制器性能和精度之間的矛盾。通過算例驗證了所提出的姿態(tài)與振動控制器的有效性。4基于線性矩陣不等式LINEARMATRIXINEQUALITY，LMI提出了一種非線性系統(tǒng)的魯棒控制方法，并利用所得方法和結(jié)論設(shè)計了魯棒二階PPF控制器。針對基于模糊TS模型的輸入受限非線性系統(tǒng)，導(dǎo)出控制性能指標(biāo)的上界，再通過李雅普諾夫方程給出優(yōu)化的充分條件，證明閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將穩(wěn)定性約束和控制輸入約束變換成易求解的LMIS形式。利用這一結(jié)論，將LMI方法引入到PPF控制器設(shè)計中。在帶有PPF控制器的閉環(huán)系統(tǒng)中，考慮到柔性結(jié)構(gòu)動力學(xué)中不確定