空间柔性天线展开臂的半主动振动控制研究

• 作者: 从强 季宏丽 王晓宇 王浩威 裘进浩 闫雪梅
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 同步开关阻尼技术 自适应半主动振动控制 柔性展开臂结构 振动抑制
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 航天重器——空间大型可展机构与装备专刊
• 页码范围: 116-122
• 页数: 7页
• 分类号: TG156
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2020.05.116

摘要

大型柔性天线展开臂结构由于其尺寸大,阻尼和刚度小,其振动呈现明显的低频特性,且很难在短时间内迅速衰减,从而影响天线工作性能.传统的被动控制大都采用阻尼材料,通过增加阻尼的方法来进行控制,这种控制方法对低频柔性结构的控制效果是有限的.因此研究带负载的复合材料柔性展开臂结构的振动抑制问题,提出用压电元件粘贴在展开臂结构表面作为传感器和驱动器,用基于同步开关阻尼技术的自适应半主动振动控制方法控制压电驱动器,从而对展开臂结构实现振动控制.完成了展开臂模型的建立和仿真分析,建立了展开臂结构的开关阻尼半主动控制试验平台,设计并制作了控制电路,针对需要控制的结构一阶弯曲模态进行压电元件的合理布设.对不同激励下的振动进行了展开臂结构的控制试验,试验结果显示该方法对带负载柔性天线展开臂结构的振动具有良好的抑制效果,对于初始位移为100 mm的瞬态激励振动工况,受控系统等效阻尼比由0.6％增加至4.03％;对于稳态振幅为50mm的稳态振动工况,系统控制后结构端部振动幅值降低至10mm,稳态振动幅值降低了16.843 dB.在大型柔性结构中具有非常好的应用前景.