[发明专利]一种利用柔性部件根部转动的振动抑制方法

说明书

本发明公开了一种利用柔性部件根部转动的振动抑制方法，在不需要大量增加系统复杂性的情况下，能够柔性部件快速振动抑制。首先根据卫星质量参数，以及柔性部件模态分析结果，建立带有柔性转动部件的卫星动力学模型。接下来柔性部件根部通过转动角加速度抑制挠性振动，反馈部件本身转动角度与角速度，避免柔性部件根部转动角度与角速度过大。最后在卫星本体姿态控制中，对柔性部件根部运动产生的扰动进行补偿，保证卫星本体高精度控制。本发明提出的方法能够实现柔性部件低阶振动的快速抑制，同时柔性部件根部转动运动收敛，避免对部件指向产生影响。并且对柔性部件根部转动引起的附加干扰进行补偿，减少对卫星本体控制的影响。

技术领域

本发明属于航天器控制技术领域，具体涉及一种振动抑制方法。

背景技术

近年来，航天器的结构正朝着大型化、低刚度与柔性化的方向发展。卫星上的柔性部件由于结构刚度低、模态频率密集的特性，在轨运行过程中将受到各种扰动，引起结构振动。长时间振动将降低卫星的姿态稳定度和指向精度，影响卫星的性能和成像质量，需要对卫星柔性部件实施主动振动控制，快速抑制结构振动。

目前常用的柔性部件主动振动控制方法包括将压电元件配置在柔性结构中进行振动控制，以及在柔性部件根部用Stewart平台进行振动控制等。文献“罗波，李伟鹏，黄海，基于Stewart平台的大柔性空间桁架结构振动控制[J]，振动与冲击，2012,31(23)：148-153”采用六杆并联平台固连在柔性桁架根部作为主动设备进行振动控制。该方法需要在柔性部件根部增加六杆并联平台，对系统改变较大。并且控制律设计中未对平台本身运动进行反馈，可能需要柔性部件根部进行较大范围的运动，影响柔性部件的指向。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用柔性部件根部转动的振动抑制方法，在不需要大量增加系统复杂性的情况下，能够柔性部件快速振动抑制。首先根据卫星质量参数，以及柔性部件模态分析结果，建立带有柔性转动部件的卫星动力学模型。接下来柔性部件根部通过转动角加速度抑制挠性振动，反馈部件本身转动角度与角速度，避免柔性部件根部转动角度与角速度过大。最后在卫星本体姿态控制中，对柔性部件根部运动产生的扰动进行补偿，保证卫星本体高精度控制。本发明提出的方法能够实现柔性部件低阶振动的快速抑制，同时柔性部件根部转动运动收敛，避免对部件指向产生影响。并且对柔性部件根部转动引起的附加干扰进行补偿，减少对卫星本体控制的影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1：建立带有柔性转动部件的卫星动力学模型，如式(1)：