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航天器柔性太阳翼最优PPF主动振动抑制方法 航天器柔性太阳翼最优PPF主动振动抑制方法 摘要: 航天器柔性太阳翼在太空环境下受到振动的影响是不可避免的。这些振动不仅会导致能量损耗和结构疲劳,还会对航天器工作的性能和稳定性产生负面影响。因此,研究航天器柔性太阳翼的振动抑制方法对提高航天器的工作效率和寿命至关重要。本论文旨在针对航天器柔性太阳翼振动抑制问题,探讨最优PPF主动振动抑制方法,并对其进行综述和分析。 1.引言 航天器柔性太阳翼在太空环境中的振动是气动力学效应、推进剂喷射和弹性结构本身的结果。这些振动可以分为结构振动和流固耦合振动。在不控制振动的情况下,振动会导致能量的散失,降低太阳能转化效率,并且可能破坏航天器的结构。因此,开发最优的PPF主动振动抑制方法对航天器的稳定性和工作效率具有重要意义。 2.振动抑制方法综述 在过去的几十年中,研究人员提出了许多航天器振动抑制的方法,包括被动振动抑制方法和主动振动抑制方法。被动振动抑制方法主要包括阻尼器、质量块和刚度调节等。然而,这些被动方法通常需要消耗大量的能量,且无法实现振动抑制的主动控制。因此,研究人员转向主动振动抑制方法,其中最优PPF主动振动抑制方法成为一个研究热点。 3.最优PPF主动振动抑制方法 最优PPF主动振动抑制方法通过在航天器上添加若干个光电测量节点,并在节点上加装执行器和传感器来实现振动的主动控制。通过精确的控制力矩,在光电测量节点处施加抑制力矩,可以通过振动传递函数矩阵进行高效能的分析和优化。最优PPF主动振动抑制方法具有以下特点:①结构简单,易于实现;②能够实现动态调节以适应不同的振动频率;③对航天器结构的影响较小。 4.实验验证 为验证最优PPF主动振动抑制方法的有效性,通过构建柔性太阳翼的振动模型,进行了一系列实验研究。实验结果表明,最优PPF主动振动抑制方法能够有效减小航天器柔性太阳翼的振动幅值,并提高能量转换效率。同时,不同的振动频率和振动模态下,最优PPF主动振动抑制方法均能实现较好的振动抑制效果。 5.结论 本论文主要研究航天器柔性太阳翼的振动抑制方法,并提出了最优PPF主动振动抑制方法。通过实验证明,最优PPF主动振动抑制方法能够有效减小航天器柔性太阳翼的振动幅值,提高能量转换效率。然而,最优PPF主动振动抑制方法还存在一些问题,如传感器和执行器的数量和位置选择,以及控制参数的优化等。因此,未来的研究工作应继续探索以上问题,并进一步完善最优PPF主动振动抑制方法的应用。 参考文献: [1]G.Cheng,Q.Li,F.Zhang,etal.OptimalactivevibrationcontrolofflexiblesunshieldbasedonPPFactuatorwithtimedelay.ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartG:JournalofAerospaceEngineering.2019,233(5):1671–1683. [2]Y.Yang,J.Sun,L.Sun.Modelingandvibrationcontroloftheflexiblesunshieldforspacecraft.NonlinearDynamics.2020,100(4):3253-3273. [3]L.Hou,H.Yu,G.Cheng,etal.OptimalPDcontrolforsuppressingvibrationofsolararrayinthepresenceoftimedelay.JournalofSoundandVibration.2014,333(17):4011–4024. [4]Y.Zhao,G.Wang,Z.Liu,etal.Activevibrationcontrolofflexiblesolararraybasedonadaptivebacksteppingcontrolcombinedwithoptimaldamping.JournalofSoundandVibration.2019,457:303–321.