智能压电材料MFC在太阳电池阵帆板上的主动抑振研究
骆海涛1,2; 吴星元2,3; 刘广明1,2; 富佳1,2
刊名振动工程学报
2021
页码1-9
关键词太阳能电池阵 MFC PID自整定 主动控制
ISSN号1004-4523
其他题名Active vibration suppression of intelligent piezoelectric material MFC on solar array panel
产权排序1
英文摘要

为了有效解决空间太阳电池阵帆板由于振动对航天器位姿的干扰问题,进一步提高卫星和轨道器的飞控稳定性及其自身的指向精度(对地和对日定向),设计了一套太阳电池阵帆板主动抑振地面实验系统,研究了压电纤维复合材料(Macro Fiber Composite,MFC)的主动抑振机理,采用模态应变能最大理论确定了MFC的最佳粘贴区域。设计了一款PID自整定控制器,开展了太阳电池阵帆板系统的主动抑振实验,验证了PID自整定控制算法的可行性。实验中分别进行了自由振动状态下的抑振以及引入正弦干扰和白噪声干扰下的抑振研究。实验结果表明,在未施加主动控制时,帆板自由振动趋于稳定的时间超过40 s;在采用了基于PID自整定算法的主动控制后,帆板的自由振动可在3 s内趋于稳定。此外,在上述正弦和随机白噪声两种信号干扰激励下,帆板的自激振动均能在3~5 s内得到有效控制,并且主动控制前后帆板稳定于平衡位置的幅值从18 mm降到了3 mm,抑振效率达到6倍,效果明显。此外,通过对时域信号进行傅里叶变换,从频谱曲线可知其抑振效果也非常显著,响应幅值最大从24 mm降低到了6 mm,抑振效率也达到4倍。

语种中文
资助机构国家自然科学基金资助项目(51975567) ; 辽宁省“兴辽英才计划”资助项目(XLYC1907152) ; 机器人学国家重点实验室自主课题(2022-Z01) ; 中科院青年创新促进会项目(2018237)
内容类型期刊论文
源URL[http://ir.sia.cn/handle/173321/29918]  
专题沈阳自动化研究所_空间自动化技术研究室
通讯作者骆海涛
作者单位1.中国科学院机器人与智能制造创新研究院
2.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
3.沈阳理工大学机械工程学院
推荐引用方式
GB/T 7714
骆海涛,吴星元,刘广明,等. 智能压电材料MFC在太阳电池阵帆板上的主动抑振研究[J]. 振动工程学报,2021:1-9.
APA 骆海涛,吴星元,刘广明,&富佳.(2021).智能压电材料MFC在太阳电池阵帆板上的主动抑振研究.振动工程学报,1-9.
MLA 骆海涛,et al."智能压电材料MFC在太阳电池阵帆板上的主动抑振研究".振动工程学报 (2021):1-9.
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