《索網式空間結構在軌變形分散式主動控制》是依託大連理工大學,由吳志剛擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：索網式空間結構在軌變形分散式主動控制
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳志剛
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以大型電子偵察衛星和通信衛星的索網式結構天線為研究對象，研究在軌環境下索網式空間結構變形控制的分散式主動控制理論和方法，並完成控制方法的實驗驗證。為新一代大型索網式星載天線結構設計和反射面變形的精準可靠控制提供理論基礎和技術支撐。具體研究內容包括：建立面向分散式控制的索網式空間結構動力學模型；基於最優控制理論發展結構變形前饋控制方法；研究結構變形控制的分散式H2/H∞反饋控制方法；設計和搭建結構變形主動控制實驗系統，並完成索網式結構變形分散式主動控制方法實驗驗證。
結題摘要
針對大型移動通信衛星和對地觀測衛星對大口徑、高精度星載天線的迫切需求，本項目以索網式天線結構為主要研究對象，開展了天線反射面變形主動控制方法研究。主要研究內容包括：結合參變數變分理論與幾何非線性有限元方法建立了索網天線結構非線性有限元模型，並基於該模型進行了結構力學分析；建立含有壓電作動器的大型索網式天線結構的機電耦合動力學模型，給出一種適用於大規模結構主動控制的新型快速模型預測控制方法，並利用該方法求解天線反射面變形主動控制問題；建立面向大型天線結構分散式控制的有限元模型，考慮各子模組之間的測量信息互動，提出了分散式振動控制策略並分析了系統的穩定性；完成系統方案設計並搭建了星載天線反射面變形主動控制演示實驗系統，驗證了提高天線反射面型面精度主動控制方法的有效性。研究結果表明，所提出的基於參變數變分原理的幾何非線性有限元方法比傳統算法具有更穩定的收斂性和更高求解精度；快速模型預測控制方法可以高效求解大型索網式天線結構的反射面變形主動控制問題，通過主動控制可明顯提高反射面的型面精度；採用可擴展的分散式控制器，大型空間天線結構的振動能夠得到有效抑制，且控制系統的容錯性能良好；通過實驗更進一步驗證了主動控制在提高天線反射面精度方面的有效性。以上研究工作為研發新一代大口徑、高精度星載天線提供了理論基礎和技術支撐，在進一步提高和保持天線反射面精度方面有廣泛的套用前景。
