簡(jiǎn)介：作者簡(jiǎn)介李洋，陜西咸陽(yáng)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(dòng)主動(dòng)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和上海市科委科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的研究工作，負(fù)責(zé)其中的撓性航天器姿態(tài)與振動(dòng)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(duì)其在空間工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)需要進(jìn)行抑制以滿足航天器任務(wù)的需求。本文針對(duì)柔性航天器進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模、模型修正、非線性姿態(tài)與振動(dòng)控制、魯棒振動(dòng)控制及振動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)策略等方面的研究，旨在為柔性航天器振動(dòng)控制的實(shí)際工程應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要研究?jī)?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(dòng)力學(xué)模型，并提出一種附加質(zhì)量法分析薄板在空氣場(chǎng)中的非線性振動(dòng)問(wèn)題。針對(duì)航天器柔性結(jié)構(gòu)在地面實(shí)驗(yàn)中的非線性振動(dòng)問(wèn)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(guò)速度勢(shì)函數(shù)和格林函數(shù)計(jì)算空氣場(chǎng)加載在薄殼上的壓力獲得附加質(zhì)量，利用附加質(zhì)量對(duì)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(dòng)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(duì)精確的在軌工作時(shí)的動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)。利用頻帶隔離思想，設(shè)計(jì)了柔性結(jié)構(gòu)的正位置反饋POSITIVEPOSITIONFEEDBACK，PPF振動(dòng)主動(dòng)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(dòng)器的模態(tài)控制力以及結(jié)構(gòu)的模態(tài)位移。考慮到姿態(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(dòng)控制的全數(shù)字仿真模型，通過(guò)算例驗(yàn)證了模型以及控制方法的有效性。3設(shè)計(jì)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(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分解為內(nèi)、外兩個(gè)控制回路，再將非線性動(dòng)力學(xué)偽線性化，每個(gè)回路設(shè)計(jì)相應(yīng)的積分型SDRE控制器。同時(shí)，研究了一階PPF控制器特性，利用自適應(yīng)思想設(shè)計(jì)了柔性結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)PPF振動(dòng)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(guò)算例驗(yàn)證了所提出的姿態(tài)與振動(dòng)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(jì)了魯棒二階PPF控制器。針對(duì)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(guò)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(jì)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(dòng)力學(xué)中不確定