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星载SAR天线智能结构动力学建模与分散化模糊振动控制研究

作　者: 许睿
导　师: 李东旭
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航空宇航科学与技术
关键词: SAR天线性能分析智能结构机-电耦合一体化动力学模型分散控制振动控制模糊控制
分类号: V443.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

星载SAR天线是一种典型大型挠性空间结构,其在轨运行时会因为空间各种扰动的作用发生振动。星载SAR天线的振动会降低卫星姿态稳定度和指向精度;并将严重影响天线的性能,导致成像模糊、分辨率降低;振动还甚至会导致天线结构破坏。为了提高卫星精度和成像质量,确保航天任务顺利实施,急需研究星载SAR天线的振动控制问题。目前,国外的SAR卫星具有很高的形面控制精度,但是其关键技术严密封锁,相关的技术资料甚少。而国内的相关研究则正处于探索阶段。本文针对星载SAR天线的振动控制问题,建立了星载SAR智能结构的动力学模型,提出了分散化模糊振动控制方法,并进行了仿真分析。本文主要研究工作有:1、建立了星载SAR天线智能结构的动力学模型并进行了动力学分析(1)根据星载SAR天线的构型特点,将模型进行了简化,同时建立了简化模型中各个部件的动力学模型。(2)从压电材料的基本方程出发,针对本文中应用的压电主动杆结构,推导得到了压电主动杆的机电耦合动力学模型。(3)在各部件动力学模型的基础上得到了星载SAR天线智能结构一体化动力模型,并利用该模型进行了动力学分析。(4)分析了SAR天线结构振动对天线方向图的影响。2、提出了星载SAR天线智能结构的分散化模糊振动控制方法(1)基于分散化振动控制理论,对星载SAR天线智能结构振动控制系统进行了分散化。(2)结合模糊控制理论和分散化控制理论,设计了星载SAR天线智能结构的分散化模糊振动控制器。3、进行了星载SAR天线智能结构的分散化模糊振动控制仿真分别进行了星载SAR天线智能结构的分散化子结构和整体结构分别在力、力偶以及力+力偶三种激励条件下的模糊振动控制仿真。通过研究,解决了星载SAR天线智能结构的动力学建模问题,获得了其动力学特性,掌握了振动对天线方向图影响的规律,解决了星载SAR天线智能结构的分散化振动控制系统设计问题,建立了仿真系统,验证了分散化模糊控制在结构振动控制中的适用性和有效性。

星载SAR天线智能结构动力学建模与分散化模糊振动控制研究

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