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激光通信卫星抗微振动设计策略分析与探讨 被引量：1
1
作者 鲍莉娜 叶桑 +2 位作者 尹家聪 张金辉 谢伟华 《航天器环境工程》 2025年第1期1-6,共6页
激光通信以其高传输速率和强抗干扰性能成为未来空间通信的发展方向;但激光束的窄散角特性对卫星平台的微振动环境条件要求严苛。文章系统梳理了Artemis、OICETS和EDRS-C三种国外典型激光通信卫星的抗微振动设计策略;基于对振动谱测试... 激光通信以其高传输速率和强抗干扰性能成为未来空间通信的发展方向;但激光束的窄散角特性对卫星平台的微振动环境条件要求严苛。文章系统梳理了Artemis、OICETS和EDRS-C三种国外典型激光通信卫星的抗微振动设计策略;基于对振动谱测试数据的分析得出NASDA谱、ESA谱、JBM-EF ICD谱和LCDE谱4条平台微振动谱线;结合激光通信卫星特点,从组件级扰动力测试、有限元模型修正、系统级微振动试验,以及卫星姿态、振动与激光终端一体化仿真等方面总结抗微振动设计的技术路线;最后提出了提高我国激光通信载荷对卫星平台微振动环境的适应能力的重点工作建议。 展开更多
关键词 激光通信卫星 激光通信终端 微振动环境 微振动分析 平台微振动谱
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三维蒙皮点阵结构宏微观协同优化设计
2
作者 李洁 康骁 +3 位作者 刘克垅 张希洋 吴亚鹏 李营 《宇航总体技术》 2025年第4期7-15,共9页
点阵结构因其优异的力学性能在航空航天领域发挥着不可替代的作用,是实现结构轻量化的重要途径。针对传统点阵均匀化方法在杆件直径增大时力学性能表达不精确的问题,提出了一种改进方法,并实现了三维蒙皮点阵结构的高效、高刚度、轻量... 点阵结构因其优异的力学性能在航空航天领域发挥着不可替代的作用,是实现结构轻量化的重要途径。针对传统点阵均匀化方法在杆件直径增大时力学性能表达不精确的问题,提出了一种改进方法,并实现了三维蒙皮点阵结构的高效、高刚度、轻量化设计。基于修正的均匀化理论,建立了点阵结构相对杨氏模量与相对密度的精确解析表达式。将修正的理论模型与有限元仿真相结合,并耦合多目标优化算法,进而提出了一种针对三维蒙皮点阵结构的宏微观协同优化方法。将修正理论模型的计算结果与有限元仿真及试验结果进行对比,相对误差控制在15%以内,显著提升了点阵结构力学性能的表征精度。通过宏观分层设计和微观几何参数的优化,最终实现结构质量减小61%的目标,达到了三维蒙皮点阵结构的刚度与质量协同优化设计目标。结果表明,修正后的理论方法有效提升了点阵结构力学性能的表征精度,确保了仿真结果的可靠性。宏微观协同优化策略成功克服了三维蒙皮点阵结构因几何复杂性导致的优化难题,显著提高了优化效率,实现了高刚度轻量化设计,为性能驱动型复杂航空航天结构的轻量化设计提供了有效方法。 展开更多
关键词 三维蒙皮点阵 多目标优化 等效模型 轻量化设计
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点式星箭分离冲击环境减缓设计与减冲性能试验验证 被引量：3
3
作者 胡迪科 龙新军 +2 位作者 任海辽 欧阳涵 唐国安 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第1期61-67,共7页
为改善点式星箭分离冲击环境,优化连接解锁装置设计,研究了点式星箭分离装置的冲击传递机理。以星箭接口不变为前提,提出对应减冲措施:在火工品收集筒顶部增加蜂窝和橡胶垫,以降低火工品结构残体碰撞产生的二次冲击;增加不同材料的垫片... 为改善点式星箭分离冲击环境,优化连接解锁装置设计,研究了点式星箭分离装置的冲击传递机理。以星箭接口不变为前提,提出对应减冲措施:在火工品收集筒顶部增加蜂窝和橡胶垫,以降低火工品结构残体碰撞产生的二次冲击;增加不同材料的垫片,以减弱药剂爆炸冲击作用。初步仿真分析表明,采用镁合金、不锈钢、玻璃钢组合垫片的减冲效果较好。减冲性能验证试验结果表明:增加蜂窝和橡胶垫后,二次冲击现象不再明显;在冲击传递路径上增加3 mm和1 mm厚度的组合垫片,卫星侧冲击响应分别降低了43.3%和39.5%。研究提出的减冲措施以及试验验证结果对点式星箭分离冲击环境改善具有工程指导意义。 展开更多
关键词 星箭分离 点式分离 冲击环境 减冲设计 实验研究
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复杂工程系统设计方案评价方法综述 被引量：20
4
作者 刘占伟 邓四二 滕弘飞 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期1488-1491,共4页
工程背景为航天器舱的布局优化设计问題,为此我们研究了多种具有实用性的布局优化算法,并依据这些算法得出了多种不同的布局设计方案。航天器舱是一个复杂的工程系统,在概念设计阶段,能否对这些布局设计方案做出客观评价将最终决定整个... 工程背景为航天器舱的布局优化设计问題,为此我们研究了多种具有实用性的布局优化算法,并依据这些算法得出了多种不同的布局设计方案。航天器舱是一个复杂的工程系统,在概念设计阶段,能否对这些布局设计方案做出客观评价将最终决定整个系统设计质量的优劣乃至其成敗,因此系统方案评价工作十分重要。基于此,对国內外目前常用的系统方案评价方法的理论及其特点进行了研究,归纳为如下几类:层次分析法、模糊评价法、灰色理论法、物元分析法、聚类分析法、价值工程法、神经网络法以及综合评价法等,并简要介绍了各种评价法在工程领域中的应用情况,并就目前尚有待深入研究的问题进行了探讨。 展开更多
关键词 复杂工程系统 评价方法 系统分析 布局设计方案 航天器舱 层次分析法 模糊评价法 灰色理论法 物元分析法
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复合材料圆柱壳失稳载荷的振动监测 被引量：14
5
作者 雷勇军 唐国金 +1 位作者 卓曙君 周建平 《实验力学》 CSCD 北大核心 2003年第3期383-388,共6页
本文根据结构振动与稳定性的相关性,以振动频率测试值作为监控参数进行了复合材料圆柱壳的失稳状态监测.该方法首先利用模态试验,测量得到了复合材料圆柱壳在轴压和外压载荷作用下的模态特性变化特性,进而利用一阶固有频率在低载荷下的... 本文根据结构振动与稳定性的相关性,以振动频率测试值作为监控参数进行了复合材料圆柱壳的失稳状态监测.该方法首先利用模态试验,测量得到了复合材料圆柱壳在轴压和外压载荷作用下的模态特性变化特性,进而利用一阶固有频率在低载荷下的这种变化特性,采用多项式拟合法,无损预估了复合材料圆柱壳的轴压和外压屈曲载荷,估计值与试验测试结果比较一致. 展开更多
关键词 复合材料圆柱壳 失稳载荷 振动监测 振动频率法 航天结构 极限承载力 稳定性 结构振动
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压电作动器用于振动主动控制技术的研究 被引量：8
6
作者 梅胜敏 陶宝祺 秦太验 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期100-103,共4页
从理论和实验两方面分析了利用压电作动器进行柔性结构振动主动控制的机理，从能量的角度对施加控制时悬臂梁自由衰减振动的阻尼比进行了理论计算，得出了主动阻尼比与反馈增益之间的关系。建立相应的实验系统。
关键词 压电陶瓷 作动器 阻尼振动 主动控制 航天器
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航天器宽带随机振动响应分析 被引量：24
7
作者 韩增尧 曲广吉 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期24-30,共7页
简要介绍了航天器宽带随机振动试验和分析的必要性以及世界上相关预示技术的发展与现状 ;然后以某卫星为例 ,利用有限元方法和统计能量分析( SEA)对整星的宽带随机振动力学环境进行了预示 ;经过与试验结果的对比 。
关键词 有限元法 统计能量分析 航天器 宽带随机振动试验 可行性
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蜂窝夹芯板超高速碰撞仿真 被引量：10
8
作者 徐小刚 黄海 贾光辉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期18-21,共4页
蜂窝夹芯板是一种多用于航天器的特殊结构,采用光滑粒子流体动力学算法(SPH)对蜂窝夹芯板进行超高速碰撞研究时主要存在2个问题:蜂窝芯的几何建模过程复杂;蜂窝芯层非常薄,为保证仿真精度采用相等的粒子间距必然生成超过计算容忍的粒子... 蜂窝夹芯板是一种多用于航天器的特殊结构,采用光滑粒子流体动力学算法(SPH)对蜂窝夹芯板进行超高速碰撞研究时主要存在2个问题:蜂窝芯的几何建模过程复杂;蜂窝芯层非常薄,为保证仿真精度采用相等的粒子间距必然生成超过计算容忍的粒子数量.结合参数化程序设计语言(APDL)、用户界面设计语言(UIDL)进行结构建模,编制了AP-DL生成蜂窝芯的程序,采用UIDL将该程序集成到ANSYS交互式界面中,能够方便快捷的生成任意尺度的正六边形蜂窝芯.针对此方法得到的模型,采用SPH单元与壳单元相结合的方法,其中蜂窝芯采用壳单元,入射体、蜂窝夹芯板的前、后面板采用SPH单元,对蜂窝夹芯板进行了超高速碰撞仿真研究.仿真结果与相关试验进行了对比,仿真得到的后板破口尺寸与试验比较接近,证实了该方法适用于蜂窝夹芯板的超高速仿真. 展开更多
关键词 蜂窝夹芯板 超高速碰撞 SPH算法 ANSYS二次开发
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一种新的卫星超高速撞击解体阈值模型研究 被引量：3
9
作者 李毅 黄洁 +2 位作者 马兆侠 兰胜威 柳森 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1158-1163,共6页
为定量描述卫星在超高速撞击下的解体阈值与解体程度,本文提出了一种新的卫星解体阈值模型,即用能量密度em(来袭物动能与卫星在撞击通道内的质量之比)的大小来判断卫星是否发生解体,用卫星解体后碎片累积质量统计曲线中平滑无突变部分... 为定量描述卫星在超高速撞击下的解体阈值与解体程度,本文提出了一种新的卫星解体阈值模型,即用能量密度em(来袭物动能与卫星在撞击通道内的质量之比)的大小来判断卫星是否发生解体,用卫星解体后碎片累积质量统计曲线中平滑无突变部分的碎片质量与碎片总质量之比μc来描述卫星的解体程度,μc越大,卫星解体程度越高。采用数值仿真方法获得了卫星最小解体撞击能量密度阈值为3.62×102J/g,研究了不同em和不同η(卫星在撞击通道内的质量与卫星总质量之比)条件下卫星解体碎片的统计规律,建立了μc与em和η之间的函数关系,初步完成了这种新的卫星超高速撞击解体阈值模型的构建。 展开更多
关键词 超高速撞击 卫星 解体模型 解体阈值 数值仿真
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基于HyperMesh的某航天产品结构螺栓连接处理方法研究 被引量：3
10
作者 刘磊 马爱军 +4 位作者 刘洪英 冯雪梅 石蒙 董睿 赵亚雄 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期441-444,共4页
目的为具有多螺栓连接复杂结构、处于在研阶段的某航天产品提供螺栓连接处理方法。方法利用Hyper Mesh软件,选择4种螺栓连接处理方法,建立组件有限元模型,进行模态分析,比对其固有频率与振型;对具有螺栓连接的简单结构,采用同样计算方法... 目的为具有多螺栓连接复杂结构、处于在研阶段的某航天产品提供螺栓连接处理方法。方法利用Hyper Mesh软件,选择4种螺栓连接处理方法,建立组件有限元模型,进行模态分析,比对其固有频率与振型;对具有螺栓连接的简单结构,采用同样计算方法,比对计算和试验验证结果。结果 4种螺栓连接处理方法得到的低阶振型一致,但固有频率有所区别。结论实体螺栓处理方法适合于该产品改进设计需求,该方法可为类似结构的建模及分析提供参考。 展开更多
关键词 HYPER MESH 航天产品 模态分析 螺栓连接处理
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基于多学科设计优化弹道导弹概念设计研究 被引量：5
11
作者 马英 何麟书 段勇 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期2289-2293,共5页
为提高弹道导弹概念设计中各学科的协同效应,缩短概念方案研制周期,以设计出综合性能更好、效能更高的飞行器方案,以iSIGHT为集成与优化平台,建立了多学科设计优化弹道导弹概念设计系统,综合弹道导弹概念设计各个学科的知识,应用有效的... 为提高弹道导弹概念设计中各学科的协同效应,缩短概念方案研制周期,以设计出综合性能更好、效能更高的飞行器方案,以iSIGHT为集成与优化平台,建立了多学科设计优化弹道导弹概念设计系统,综合弹道导弹概念设计各个学科的知识,应用有效的设计/优化策略,来组织和管理弹道导弹概念设计过程。将混合优化策略应用于弹道导弹重量、弹道和动力一体化优化设计,很好地解决了各学科间复杂耦合带来的计算问题,给出了方案优化结果,证实了该算法的有效性。 展开更多
关键词 弹道导弹概念设计 系统集成 多学科设计优化 混合优化策略
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航天器随机振动设计载荷有限频段法研究 被引量：6
12
作者 张玉梅 韩增尧 邹元杰 《航天器工程》 2013年第1期49-53,共5页
针对航天器随机振动设计载荷全频段法往往过于保守的问题,根据随机振动理论,分析了航天器随机振动设计载荷有限频段法的原理;在白噪声基础激励下,比较了有限频段法与位移等效法的设计载荷。结果显示:在单自由度弹簧质量模型下,有限频段... 针对航天器随机振动设计载荷全频段法往往过于保守的问题,根据随机振动理论,分析了航天器随机振动设计载荷有限频段法的原理;在白噪声基础激励下,比较了有限频段法与位移等效法的设计载荷。结果显示:在单自由度弹簧质量模型下,有限频段法与位移等效法结果基本相同;在二自由度弹簧质量模型及整星模型下,有限频段法要大于位移等效法的设计载荷。以某卫星为例,分析了结构随机振动响应。分析结果表明:航天器不同结构的收敛频率不同,不同方向的位移收敛频率也不同,因此,应根据结构响应收敛频率来确定有限频段法截取频率。 展开更多
关键词 航天器 随机振动 设计载荷 有限频段法 加速度等效 位移等效
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火箭动特性的缩比模型及建模分析 被引量：20
13
作者 邓魁英 王毅 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2003年第3期6-12,共7页
论述了国外运载火箭动力学相似模型的研究动态 ,对缩比模型设计和制造中的有关问题进行了讨论 ,对缩比模型的三维建模理论和建模方法进行了研究 ,探索了采用 NASTRAN的RBE3单元进行液体推进剂模拟 ,采用 DMAP程序语言进行了矩阵缩减和... 论述了国外运载火箭动力学相似模型的研究动态 ,对缩比模型设计和制造中的有关问题进行了讨论 ,对缩比模型的三维建模理论和建模方法进行了研究 ,探索了采用 NASTRAN的RBE3单元进行液体推进剂模拟 ,采用 DMAP程序语言进行了矩阵缩减和模态质量矩阵的提取 ,并以 CZ- 2 E/ A火箭缩比模型为例 ,进行了理论与试验的相关性分析。 展开更多
关键词 整体结构 动力学特性 运载火箭 缩比模型 数学模型 相关性分析
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返回器着陆缓冲技术途径综述 被引量：2
14
作者 逯运通 张旭辉 +3 位作者 李青 张正峰 黄俊 邢立坤 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2021年第1期39-47,共9页
返回器在着陆或着水瞬间将受到一定的冲击载荷,为了保护宇航员及器上产品的安全,返回器需要具备着陆缓冲能力。文章对返回器当前主流的着陆缓冲方式进行了分析和比较,包括主结构着陆缓冲、海面溅落式缓冲、气囊式着陆缓冲、反推发动机... 返回器在着陆或着水瞬间将受到一定的冲击载荷,为了保护宇航员及器上产品的安全,返回器需要具备着陆缓冲能力。文章对返回器当前主流的着陆缓冲方式进行了分析和比较,包括主结构着陆缓冲、海面溅落式缓冲、气囊式着陆缓冲、反推发动机着陆缓冲等,并对月地高速再入返回飞行器、MPCV和CST-100等典型返回器的着陆缓冲设计及验证进行了分析;另外,还对着陆腿式着陆缓冲、反向重构式着陆缓冲、充气隔热罩着陆缓冲等返回器新型着陆缓冲方式进行了详细介绍。对返回器的各种着陆缓冲方式进行了分析、归纳和比较,并根据分析结果给出了返回器着陆缓冲途径研究的启示与建议。 展开更多
关键词 返回器 着陆缓冲 着陆冲击 航天返回
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大椭圆轨道遥感卫星有效载荷安装面热变形抑制方法 被引量：2
15
作者 蒋国伟 苏若斌 +3 位作者 俞洁 陆国平 陈祥 陈彬彬 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期29-34,共6页
针对大椭圆轨道遥感卫星有效载荷安装面在复杂外热流环境下存在较大热变形的问题,文章提出了碳纤维结构铺层优化和柔性连接两个热变形抑制的方案,并分析了两个方案的优缺点。以某大椭圆轨道遥感卫星为例,进行了分析验证,结果表明:采用... 针对大椭圆轨道遥感卫星有效载荷安装面在复杂外热流环境下存在较大热变形的问题,文章提出了碳纤维结构铺层优化和柔性连接两个热变形抑制的方案,并分析了两个方案的优缺点。以某大椭圆轨道遥感卫星为例,进行了分析验证,结果表明:采用柔性连接设计方案优于碳纤维结构铺层优化方案,可将因热变形引起的载荷安装面法向变化从672μrad减小至185μrad,更适用于大椭圆轨道卫星不规律多变外热流下有效载荷安装面的热变形抑制。 展开更多
关键词 遥感卫星 有效载荷安装面 热变形抑制 柔性连接 铺层优化 大椭圆轨道
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柔性自适应桁架结构的振动控制方法实验研究 被引量：3
16
作者 段勇 何麟书 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期732-737,共6页
为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了空间柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究。通过加速度传感器测量位移的实验,建立了由dSPACE数据采集与处理系统、压电传感器、压电作动器、桁架结构和微机实时测控组成的实时计算机... 为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了空间柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究。通过加速度传感器测量位移的实验,建立了由dSPACE数据采集与处理系统、压电传感器、压电作动器、桁架结构和微机实时测控组成的实时计算机控制系统。基于自适应桁架结构的有限元理论,采用改进的二次积分力反馈控制方法,研究了空间柔性自适应桁架结构的振动主动控制问题。通过正弦激励进行了实时控制实验,给出了控制前后节点18x方向的位移振幅抑制变化情况及功率谱响应曲线。实验研究结果表明,该控制方案对空间柔性结构的低频大幅振动有很好的控制效果。 展开更多
关键词 自适应桁架结构 振动控制 实验研究
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飞行器宽带声振响应预示技术研究 被引量：2
17
作者 刘时秀 张卫红 +1 位作者 呙道军 杨勇 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第5期50-53,共4页
简要概述声振预示技术的必要性及国内外发展和现状,以某仪器舱为例,利用有限元-边界元和有限元-统计能量分析对仪器舱在宽频段内声激励下的声振响应进行预示,经过与试验结果的对比,验证了上述方法的可行性。
关键词 声振预示 有限元-边界元 有限元-统计能量分析 VA-One
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空间大型桁架式伸展机构的固有特性分析 被引量：3
18
作者 黄铁球 吴德隆 阎绍泽 《导弹与航天运载技术》 1998年第5期1-11,共11页
分析了空间大型桁架式伸展机构的结构特点，指出时变性的处理是该类结构模态分析的一个主要难点，并提出了针对时变结构进行模态分析的逐点固化法。并以一立方体桁架式伸展机构为例，详细探讨了它的有限元建模方法和计算分析过程。最后... 分析了空间大型桁架式伸展机构的结构特点，指出时变性的处理是该类结构模态分析的一个主要难点，并提出了针对时变结构进行模态分析的逐点固化法。并以一立方体桁架式伸展机构为例，详细探讨了它的有限元建模方法和计算分析过程。最后给出结果与结论。 展开更多
关键词 柔性体 航天结构 模态分析 有限元 伸展机构
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仪器安装板振动环境虚拟试验和验证技术研究 被引量：1
19
作者 王亮 商霖 +2 位作者 王丽华 廖选平 金晶 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2014年第5期64-67,共4页
基于商用有限元软件MSC.Patran和Nastran,研究了导弹仪器安装板结构的振动环境预示技术。建立了仪器安装板的三维实体模型,单机仪器使用质点模拟,并通过MPC法与安装板连接;设置了多种阻尼特性,通过模态叠加法预示了该仪器安装板在振动... 基于商用有限元软件MSC.Patran和Nastran,研究了导弹仪器安装板结构的振动环境预示技术。建立了仪器安装板的三维实体模型,单机仪器使用质点模拟,并通过MPC法与安装板连接;设置了多种阻尼特性,通过模态叠加法预示了该仪器安装板在振动条件下的结构动力学环境,通过振动试验验证了预示结果。研究发现,使用大阻尼能较好地预示该仪器安装板结构的动力学环境。 展开更多
关键词 振动 环境预示 有限元 虚拟试验 阻尼
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压电自适应桁架结构主动控制模型及实验 被引量：1
20
作者 段勇 何麟书 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期980-984,共5页
为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了压电柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究.由传感器、作动器与柔性梁组成压电自适应桁架结构.基于自适应结构的机电耦合理论,在测量位移的情况下,采用改进的二次积分力反馈控制方法研... 为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了压电柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究.由传感器、作动器与柔性梁组成压电自适应桁架结构.基于自适应结构的机电耦合理论,在测量位移的情况下,采用改进的二次积分力反馈控制方法研究了空间压电柔性自适应桁架结构的振动主动控制问题.建立了压电柔性自适应桁架结构主动控制实验系统,并对这类自适应结构进行了实时计算机振动主动控制实验研究.实验研究表明柔性自适应桁架结构能够改善结构的动力学特性,对外界的干扰具有良好的自适应性. 展开更多
关键词 柔性构造 动力学 柔性自适应桁架结构 振动主动控制 实验研究
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