基于商用现货的高分辨卫星微振动抑制系统设计

提出了通过合理选取和改进商用现货（COTS）的振动参数对振动部件安装位置进行优化的方法，以解决带有高分辨率光学载荷的小卫星微振动抑制问题。与其他隔振系统设计方法不同，所提方法不需对振动机理建模，而是直接通过振动部件微振动特性分析，选取合适的COTS隔振产品并对参数进行微调；利用Newmark法对蜂窝夹层结构进行动力学响应分析，得到了振动部件的合理安装位置，取得了较好的隔振效果。仿真、振动实验和飞行数据表明,振动部件在敏感频段的微振动抑制率达到90%，整星地面测量微振动引起的次镜角位移不超过0.04″，卫星在轨微振动环境能够满足相机使用要求。所提出的微振动抑制系统设计方法为后续工程实践提供了参考。     

耦合组合刚度非线性能量阱的线性振子动力学分析

将非线性能量阱(NES)连接到线性或弱非线性结构能吸收振动能量以达到减少振动的目的,在被动减振中具有重要的意义。该研究对耦合组合刚度NES的线性振荡器进行了动力学建模和分析,并给出了NES系统参数对减振效果的影响。首先,利用复变量平均法对耦合组合刚度NES的系统进行建模,得到了系统的慢变方程。其次,分析了鞍结分岔和Hopf分岔平衡点个数、稳定性与组合刚度NES系统参数的关系,并给出了激励幅值、频率变化对线性振子幅值的影响,这为后面减振应用的优化提供合理的参数选值具有重要意义。再次,利用能量谱和Poincare映射分析了各部分质量比、激励幅值、NES刚度和阻尼对系统减振的影响,发现了各参数对振动抑制的影响规律。最后利用能量谱验证了组合刚度NES的减振的优越性。     

基于一致性理论的多臂航天器协同控制方法

针对空间中自由漂浮多臂航天器的多臂协同问题,提出一种基于一致性理论的协同控制方法,采用有向通信拓扑与广义雅克比矩阵结合的方式,实现自由漂浮航天器多机械臂间的协同.首先,建立多机械臂间的通信关系有向图,确定“领导-跟随”体系下的主臂与从臂;其次,基于有向通信拓扑,进行主从臂末端运动规划,实现主臂运动向从臂的传递;再次,利用广义雅克比矩阵在动量守恒条件下进行末端运动向关节运动的映射,并基于一致性理论设计关节空间内的多臂协同运动控制器;最后,基于李雅普诺夫稳定性理论证明控制器的稳定性,并分析位置控制误差.仿真结果表明,所提出的控制方法可以实现多臂航天器系统空间操控任务中各机械臂的聚集、跟踪与位置协同.