毕凤霞，时军委，史 航，苏成利

基于MFC的悬臂梁振动抑制设计与试验研究

毕凤霞1，时军委2，史 航2，苏成利1

（1．辽宁石油化工大学信控学院，辽宁113000；2．上海宇航系统工程研究所，上海201109）

为研究压电材料MFC在太阳电池翼等低频梁板结构振动抑制中的应用，搭建压电悬臂梁试验系统，辨识得到系统传递函数，分别设计了位移开关控制器、速度开关控制器以及根轨迹控制器，对控制器的实际振动抑制效果进行了试验，试验结果表明系统阻尼比由原来的4%分别上升为3%、6%和5%，表明所设计的控制器在压电悬臂梁的一阶弯曲模态振动抑制中控制效果明显，分析了三种控制效果产生差异的原因，其中速度开关控制效果最好。

压电纤维复合材料；悬臂梁；振动抑制；试验研究

1 引言

太阳电池翼是一种独立于航天器本体的梁板结构，广泛应用于卫星、载人飞船、行星探测器和空间站等航天器。随着航天技术的发展，航天器所需功率越来越大，太阳电池翼面积增加，但重量不能无限制地增加。因此，太阳电池翼须向轻量化方向发展，出现了各种大型轻质太阳电池翼［1］。大型轻质太阳电池翼属于柔性结构，在空间环境极易受外界干扰而引起结构振动，而大型太阳电池翼尺度大、质量轻、刚度低，因此其固有频率低、阻尼弱，加上外层空间为无阻环境，受外界激励的影响后，容易引起持续而强烈的振动，很难衰减［2］，对飞行器的稳定性和指向精度产生影响。因此为提高飞行器指向精度和稳定度，必须对其进行振动抑制。……