题目：空间柔性结构的变结构控制研究

由于制造业和航空航天领域的需求，柔性结构的控制问题得到越来越多的研究。其中一类重要的问题是研究空间柔性机构的旋转机动控制，控制的目的是使空间柔性结构实现快速转动，且同时能够抑制其柔性部件的振动。由于空间柔性结构的动力学方程由非线性、强耦合、时变的常微分方程和偏微分方程组成，因此其控制是难度很大的无穷维系统控制问题。本文研究的空间柔性结构由一个相对转轴对称的中心刚体和一个附加柔性臂构成，主要研究思路是：为了避免柔性结构控制中的溢出问题，控制器的设计直接基于系统的偏微分方程进行；为了改善变结构控制的抖振，采用了两种可以减小抖振的方法设计了新的变结构控制器。论文所取得的主要结果是：1. 针对空间柔性结构的偏微分方程模型基于“趋近律方法”设计了变结构控制器，并对闭环系统的稳定性进行分析。此方法能够显著减小变结构控制的抖振。2. 基于预测变结构控制方法设计了空间柔性结构偏微分方程模型的变结构控制器，并分析了闭环系统的稳定性。此方法能够避免通常变结构控制方法的抖振。文章最后对单杆的空间柔性结构进行了仿真，仿真结果结果验证了所提方法的有效性。