吕娟霞， 蔡国平， 彭福军， 张 华， 吕亮亮

(1. 上海交通大学 工程力学系 海洋工程国家重点实验室，上海 200240； 2. 上海宇航系统工程研究所，上海 201109)

为了对航天柔性结构进行精确控制，必须准确获得其模态参数信息。传统的方法是对柔性结构进行有限元分析并结合地面试验，来获得其模态参数信息。但是由于地面空气阻力和重力的影响，地面试验难以模拟真实在轨状态，这会导致得到的参数与真实情况之间产生误差，尤其是对于大尺寸柔性结构误差将会变得很大。解决该问题的途径之一是进行模态参数的在轨辨识，通过柔性结构在太空中的真实响应数据采用一定的参数辨识技术来获得其真实模态参数。

大型柔性结构在航天领域得到了广泛应用，如薄膜天线、太阳帆板等，这一类结构具有低刚度、高柔性、弱阻尼以及形体庞大等特点，从而使得结构的固有频率低而且密集。例如美国喷气推进实验室研制的天线系统，前12阶模态频率范围为0～1.6 Hz，频率间隔最大为0.043 Hz，最小为0.005 Hz[1]。传统的频域法虽然可以直观地逐个识别模态，并能滤去大部分噪声，但计算时需要采样平均，花费时间长，而且对于低频密集模态辨识精度不高。时域辨识方法在处理手段以及估计密集模态方面都要优于频域方法。ERA(Eigensystem Realization Algorithm)[2-3]作为一种时域模态参数辨识方法，具有辨识精度高、抗噪能力强的优点，在国内外已经被广泛应用于大型柔性航天器固有频率的辨识。例如，美国NASA利用在轨数据对哈勃望远镜进行了在轨模态辨识[4]；……