《空間大型柔性結構的模型降階、控制設計與實驗研究》是依託上海交通大學，由蔡國平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：空間大型柔性結構的模型降階、控制設計與實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔡國平
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以太陽能帆板、太空飛行器、捆綁式運載火箭為對象，開展柔性結構系統的模型降階與主動控制的研究，內容包括：（1）內平衡降階方法的深入探討，研究內平衡模態空間與物理空間之間的轉換關係，為內平衡方法的工程套用奠定理論基礎；（2）模型降階的一體化降階技術，研究一種先局部、後整體的模型降階技術，其中局部降階採用模態綜合法，整體降階採用模態價值分析方法或內平衡降階方法；（3）基於輸入和輸出的模型降階技術，研究一種基於輸入和輸出的柔性結構的OKID時域建模方法，所建低維模型可直接用於主動控制設計；（4）主動控制設計，研究基於降階模型的魯棒控制設計方法；（4）實驗驗證，對以上理論研究內容進行實驗驗證。因為柔性結構系統在航空航天、機器人等許多高科技領域有著重要的工程套用背景，因此本項目的研究具有重要的理論意義和實際套用價值。
結題摘要
原定研究內容： 本項目以太陽能帆板、太空飛行器、捆綁式運載火箭為對象，開展柔性結構系統的模型降階與主動控制的研究，內容包括：（1）內平衡降階方法的深入探討，研究內平衡模態空間與物理空間之間的轉換關係；（2）模型降階的一體化降階技術，研究一種先局部、後整體的模型降階技術；（3）基於輸入和輸出的模型降階技術，研究一種基於輸入和輸出的柔性結構的OKID時域建模方法，所建低維模型可直接用於主動控制設計；（4）主動控制設計，研究基於降階模型的魯棒控制設計方法；（5）實驗驗證，對以上理論研究內容進行實驗驗證。 完成情況： 本項目完成了預定的所有研究內容：（1）提出了一種從物理感測器測量信號中提取內平衡模態坐標的方法，並且進行了實驗驗證；（2）提出了一種柔性結構的一體化模型降階技術，其中其中局部降階採用模態綜合法，整體降階採用模態價值分析方法或內平衡降階方法；（3）對基於系統輸入和輸出數據的系統撓性參數辨識和系統低維動力學建模進行了深入研究，並且進行了實驗驗證；（4）採用魯棒控制等多種控制方法對基於降階模型的柔性結構的主動控制進行了研究，並且進行了實驗驗證。 本項目研究共發表科技期刊文章28篇，其中英文文章13篇，SCI檢索源文章11篇，EI檢索源文章18篇；培養研究生7名，其中博士生1名和碩士生6名，並且全部畢業，而且1人的學位論文已經申報2013年度上海市優秀研究生學位論文，目前正在評審中。項目研究期間，參加了14個國內外學術會議，邀請了4位國外學者來華學術交流（美國加州大學、密西根大學、新墨西哥州立大學各1名，紐西蘭奧克蘭大學1名）；本人個人入選2013年度上海市領軍人才後備隊計畫。
