复杂激励环境下智能柔性空间机械臂的振动主动控制机制及试验研究

项目名称： 复杂激励环境下智能柔性空间机械臂的振动主动控制机制及试验研究

项目编号： No.11402111

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 邵敏强

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 柔性空间机械臂运行过程中产生的振动直接影响其轨迹跟踪和定位精度，特别是高速运转时，它的启动、停止时间明显缩短，更易诱发剧烈的周期振动，严重降低系统可靠性能。本项目以抑制高速柔性空间机械臂的振动为目标，进行振动控制机制和试验验证方面的研究。主要内容包括：①以压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部，结合各部件材料及力学特性，采用一次刚柔耦合建模理论建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型；②研究受控模型的解耦处理方法，实现机械臂弹性弯曲振动和柔性关节扭转振动的独立控制； ③研究系统碰撞冲击等复杂激励环境下的振动控制机制，采用多重滤波等方法获取有效的控制信号，分析信号处理时滞对系统稳定性的影响，结合稳定性切换理论和预测控制设计稳定有效的控制系统；④建立两关节柔性机械臂系统，对理论研究结果进行试验验证。本项目涉及振动控制、多刚体运动控制和信号处理等领域，对空间探索的发展具有重要意义。

中文关键词： 振动主动控制；柔性空间机械臂；智能材料；复杂激励；刚柔耦合

英文摘要： In order to deal with the vibration problems of flexible space manipulators and improve control precision of trajectory tracking, it is of great importance to study vibration control of space manipulators. A flexible space manipulator is a complex dynamic

英文关键词： active vibration control；flexible space manipulator；intelligent metarial；complex excitation；stiff-flexible coupling