简介：为了模拟空间的分离过程,在地面上研制了具备五自由度的大型缓冲试验台,以此研究在对接分离过程中运输飞船和空间站相对分离速度、姿态角及姿态角速度等的变化规律.本文建立了地面环境及空间零重力环境两种状态下的理论分离模型,对比了两种状态下的分离过程和结果;同时还建立了两种状态下的全数值样机仿真模型,依据某工况下的试验条件,计算分析了运输飞船和空间站在分离过程中的运动特性.从理论和数值仿真两方面阐述了缓冲试验台在模拟分离时的情况,论证了利用缓冲试验台模拟空间状态下两飞行器分离过程的有效性.

简介：大型柔性空间结构的振动控制问题引起了广泛的关注．压电材料以其低质量、宽频带和适应性强等特点，非常适合于柔性空间结构的振动控制．本文针对上下表面粘贴有分布式压电传感器和作动器的智能层梁结构，提出了一种考虑压电材料对结构质量、刚度影响的高阶有限元模型．考虑到空间结构可能承受较大的热载荷，在模型中计及了压电材料的热电耦合效应．采用常增益负反馈控制方法、常增益速度负反馈控制方法、Lyapunov反馈控制方法和线性二次型调节器方法（LQR）设计主动控制器，实现了智能层梁结构脉冲激励下的振动主动控制．仿真结果表明，LQR方法更能有效的实现结构振动控制，并且具有更低的作动器峰值电压，但不能消除热载荷引起的结构静变形．

简介：本文对带质量块的微型双稳态压电板进行动力学分析.以中心固支四边自由的带质量块微型压电层合板为研究对象,应用应变梯度理论考虑尺寸效应,综合考虑力、电、热耦合作用,采用VonKarman大变形理论,运用Hamilton原理建立非线性动力学方程.利用特征值法探究不同内禀长度和不同压电铺设面积的情况下,温度和电压对其固有频率和稳定性的影响.其次研究了不同外激励下系统的非线性动力学响应.通过本文的研究发现,随着压电铺设面积的增大,力、电、热耦合效应增强,对系统的稳定性影响越显著;通过研究温度和电压对系统振动幅值的影响为振动控制提供了理论依据.同时发现尺寸效应对结构刚度影响较大,验证了微型结构考虑尺度效应的必要性.本文的研究结果会为今后的工程实际应用提供一定的理论参考价值.

简介：航天器对恶劣动力学环境的适应能力直接关系到整个航天飞行任务的成败,振动试验控制技术是动力学环境试验的关键环节.本文分析了近年来国内外航天器振动试验设备和振动控制算法的研发动态、基本原理和关键技术达到的水平.提出了跟踪研究的基本思路,途径及建议.

简介：对于受迫振动系统,当激励频率增加并且通过共振(临界)频率时,系统的振幅将达到其峰值.通过相位调制可以有效地减小共振振幅,其机理是振幅的变化取决于相应和激励之间的相位差,而此相位差可以通过控制激励频率的变化规律进行调制.该方法由受变频率脉冲激励的悬臂梁进行了实验验证.实验结果表明,对于给定的最大频率增加速率,通过相位调制可以将共振振幅减小18%左右.

简介：利用压电材料的正压电效应与逆压电效应对悬臂板结构复合材料机翼进行观测与颤振抑制.采用不同的压电材料分别作为作动器与传感器,建立了含有压电层的复合材料层合板的有限元模型,采用偶极子网格法（DLM）计算升力面的亚音速非定常空气动力,用Roger近似法对频域空气动力进行有理化近似,在此基础上建立了力-电-气动耦合系统的控制方程.针对多输入多输出（MIMO）系统,设计LQG最优控制律,对比系统的开、闭环颤振特性.应用Runge-Kutta法求解系统的时域动响应,数值仿真验证了该方法对颤振抑制的有效性.

简介：基于压电效应设计了一种包含屈曲梁、质量块和非线性弹簧的新型压电俘能器结构，并对其进行了振动响应分析．首先基于Euler—Bernoulli梁理论，利用Hamihon原理建立了压电俘能器结构的非线性动力学方程，通过Galerkin离散后数值分析了结构参数对系统一阶固有频率的影响；进一步利用多尺度法对系统进行摄动分析，研究了系统的稳态幅频特性，数值分析了各系数对幅频响应曲线的影响，结果表明该结构在简谐激励作用下会存在多种跳跃现象；最后数值分析了压电俘能器的发电性能，讨论了激励幅值和初始静挠度对发电电压的影响．

简介：针对复合材料层合悬臂板,在其上表面铺设压电纤维复合材料MFC作为作动器,同时在下表面对称铺设压电薄膜（PVDF）作为传感器,应用速度反馈控制方法研究其主动振动控制.运用Hamilton原理和假设模态法推导含多个MFC作动器的复合材料层合板的力电耦合结构运动方程,其中考虑了MFC作动器作为悬臂板附加质量及刚度的影响.基于模态控制力/力矩最大化的原则,将多对MFC作动器/PVDF传感器铺设在层合悬臂板前几个低阶模态应变最大的区域,通过算例得出结构受控前后的时域和频域响应以及各MFC作动器所需的控制电压曲线.讨论复合材料层合板纤维铺设角度不同情况下,作动器MFC铺设位置及压电纤维铺设方向的相应变化.

简介：传统航天器结构模态试验通常会用来检验结构有限元分析模型,但往往是通过人工调整有限元模型参数来修正模型,分析与试验联系不紧密,影响后续分析结果的精度、研制周期和经费等.为改变航天器模态分析及试验现状,文中介绍了模态分析-试验体系工程研制流程在理论上的可行性,并以某缩比舱段为例,基于Virtualab-Nastran软件平台,完整实施模态分析-试验体系过程,包括预试验分析、模态试验、模型修正等过程,紧密联系模态分析、试验,并依据试验结果准确快速修正有限元模型,使分析结果与试验接近,实现精确建模.

简介：空间绳网的展开效果是空间绳网捕获任务成功的关键所在,而空间绳网展开效果的性能指标和设计参数都数目较多,且单次仿真试验耗时较长,为了避免进行耗时极长的全析因仿真试验,考虑采用正交试验设计方法以减少试验次数.本文针对影响空间绳网展开效果的设计参数开展了灵敏度分析,首先提出了空间绳网展开的性能指标和设计参数,然后基于正交试验设计安排仿真试验,获得了正交试验结果,最后综合运用极差法和方差法,对正交试验结果的各项性能指标依次进行了参数灵敏度分析.通过本文研究,精简了设计参数和待优化的性能指标的个数,为下一步的空间绳网展开参数优化设计打好了基础.

简介：利用外场瞬态振动时间历程数据获得能量谱包络,借鉴振动台控制理论中随机信号产生原理获得具有包络能量谱幅值特性以及典型外场试验数据相位信息的时域波形,并用振动台波形再现的方式进行产品瞬态振动环境试验;该方法为今后直接使用能量谱控制的瞬态振动振动台试验方法提供技术支撑.

简介：对引起航空发动机压气机高压转子叶片振动故障的原因进行了分析．指出压气机在某种非正常工作状态下产生的高声强噪声中所包含的高强度声波，是激起转子叶片共振或颤振的原因之一，通过理论分析和实验研究，得出了如下结论：当转子叶片在机械激振和气动激振作用下已处于高应力工作状态时，如果再叠加由声波激起的共振应力，就会导致裂纹甚至折断．