题目：卫星柔性天线的动力学及控制研究

刚柔耦合的动力学问题作为当今世界力学研究热点问题，有着它广阔的发展前景。作为一门交叉和综合学科，虽然经过几十年的发展，但该领域依然有许多有待解决的问题。卫星的大型展开式天线是一种典型的刚柔混合系统柔性附件结构，为刚体和柔性体组成的系统。为了研究INSAR卫星柔性天线的定向控制和逆动力学在刚柔耦合结构控制中的作用和效果，本次研究做了以下主要工作：利用有限元分析软件NASTRAN/PATRAN和动力学仿真软件Virtual Lab联合建立了INSAR卫星柔性天线模型，并使之柔性化；利用LMS Virtual Lab软件的高精度动力学仿真计算功能以及强大的数据后处理功能，设计完成了使用Simulink建立的PID控制规律使INSAR卫星柔性天线稳定在工作平面内的控制方案，通过PID控制方案的仿真计算比较控制前后的卫星柔性天线的运动情况，解决了INSAR卫星柔性天线的定向控制问题；然后在Virtual Lab中用逆动力学的方法求解理想运动规律所需的驱动力矩，并用该力矩驱动卫星柔性天线动力学模型进行仿真研究，对该天线模型先后在两个不同平面内的运动过程进行动力学、逆动力学仿真求解计算，并对其它一些运动参数的变化进行相应的分析研究。对柔性天线理想运动轨迹进行规划，并编写了相应的MATLAB程序；最后，采用拉索控制结构对柔性天线进行控制仿真研究，仿真结果表明该方案能有效减少柔性天线在运动过程中由于柔性引起的振动。