基于压电纤维复合材料的航天器动力学建模与振动抑制

作者：孙杰; 黄庭轩; 朱东方; 黄静; 孙禄君

来源：飞控与探测, 2019, 2(03): 70-76.

• 柔性航天器
• 振动主动抑制
• 压电纤维复合材料
• 刚柔耦合
• LQR控制

压电纤维复合材料(MFC)在柔性航天器振动的主动抑制中拥有很好的应用前景。利用哈密顿原理和压电驱动的载荷比拟方法,建立了带有MFC压电驱动的离散形式的刚柔耦合动力学方程,采用线性二次型最优控制(LQR)算法进行了主动控制。结果表明:在航天器的柔性体受到脉冲载荷激励的条件下,使用MFC驱动器可以实现对航天器挠性振动的快速抑制,并且同时保持中心刚体姿态的稳定性,即能够实现挠性振动与姿态运动的协同控制。基于MFC的主动控制方法对高频响应也具有较好的控制效果。对于柔性占优的航天器,采用MFC的主动控制优于被动控制。本文方法在处理具有复杂柔性体的航天器时更具优势,更适合于工程应用。

• 单位
  上海航天控制技术研究所