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《哈尔滨工业大学》 2008年
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航天器大型柔性天线局部共振分析及主动控制研究

徐冬  
【摘要】: 随着航天事业的迅猛发展,大型柔性天线越来越多地使用在空间技术中。由于制造、材料以及使用中的不当行为等多种因素导致天线结构失谐时,结构的振动模态沿周向不再均匀分布,这种局部模态会使卫星接收数据的能力大大降低,加速了结构的疲劳破坏,甚至影响结构寿命。传统的被动控制技术难以满足要求,振动主动控制成为必然选择。因此,对大型柔性天线振动模态局部化问题的研究和对其进行主动控制方法的探索成为研究热点。 本文主要对大型柔性天线的局部模态的产生及其控制方法进行研究。首先详细阐述了周边桁架可展开天线的结构组成并将其简化。然后在ANSYS软件环境中,建立了可展开天线结构的有限元分析模型,分别得到了理想周期结构和失谐周期结构的固有频率与振型,通过对比证明了很小的失谐量就会使结构的振动模态产生急剧变化,并且这些模态的振动主要局限于结构的局部区域,即出现振动模态局部化现象。 针对解耦后的方程和有限元软件分析所得的结果研究了直接负速度反馈和鲁棒性比较好的基于LQR独立模态控制方法,来控制结构的振动。为了验证上述振动控制方法的有效性,本文以简化后的平面天线作为研究对象进行了数值仿真研究。首先计算相应失谐周期结构的模态振型,并通过有限元分析软件ANSYS得到了失谐周期结构的质量矩阵和刚度矩阵,将矩阵导入MATLAB中,利用SIMULINK仿真环境进行仿真计算,得出主动控制前后结构的响应曲线。仿真结果表明:两种控制方法对天线结构的振动均有显著的抑制效果;且同等控制代价下LQR控制方法的控制效果明显优于直接负速度反馈方法。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:V414.33

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【参考文献】
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【共引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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1 侯吉林;约束子结构模型修正方法[D];哈尔滨工业大学;2010年
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