王献忠 张 肖

1.上海航天技术研究院，上海 201109 2.上海航天控制技术研究所，上海 201109 3.空间智能控制技术重点实验室，上海 201109

0 引言

随着航天技术的发展，大型航天器上安装了大面积的挠性太阳帆板、挠性天线，并携带大量的推进剂。为了减重，大面积的太阳帆板和天线刚度越来越低，阻尼系数仅为0.001；推进剂贮箱不加防晃装置，最小晃动阻尼比仅0.001。

航天器轨道机动能力不断提高，一些航天器要求具备6个方向轨控推力输出，全方位轨控推力输出进一步加剧了航天器挠性振荡的发生。为了防止在轨出现挠性振荡，地面必须针对挠性部件和液体晃动，建立挠性和晃动动力学模型，对控制规律进行仿真验证。

国内学者对挠性动力学建模研究比较多，如张恒浩等[1]通过计算航天器所受的惯性力，推导挠性梁等效弯曲刚度，建立的刚性-柔性耦合动力学模型能够对挠性梁进行全面控制分析；蒋建平等[2]针对航天器的挠性附件，根据Lagrange方程导出了系统的刚柔耦合动力学一次近似模型，能够正确预示挠性附件的动力学行为；曹登庆等[3]针对大型桁架结构大柔度等特点，采用基于等效动力学模型的非线性动力学模型进行构建，与有限元分析方法相比，在保证精度与可靠性的同时大规模地减小了动力学分析时的计算量。

对比目前学者的研究，大部分致力于如何建立一个物理意义明晰、近似度高、分析计算量小的等效动力学模型，但在实际工程应用时，并未具体研究如何在不降低仿真时效性的前提下保证动力学稳定。……