[发明专利]极大型空间刚-柔耦合系统多阶模态主动振动抑制方法

权利要求书

1.一种极大型空间刚-柔耦合系统多阶模态主动振动抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立空间大尺度刚-柔耦合系统动力学模型；

q_y＝[q_y¹，q_y²，q_y³，......q_yⁿ]^T

q_z＝[q_z¹，q_z²，q_z³，......q_zⁿ]^T

其中，η是状态变量，M、C、K为系数矩阵，Q为广义力矩阵，P为剩余矩阵，q_y、q_z分别为等效梁y向和z向模态坐标，θ为系统面内姿态角，为系统面外姿态角、γ为系统滚转姿态角，q_yⁿ表示第n阶y向模态坐标，q_zⁿ表示第n阶z向模态坐标；n≥1，表示模态阶数；

步骤2：设计模态滤波器；

ψ^T＝Φ^TM

其中，ψ表示模态滤波器向量，Φ表示振型函数，M表示系统总体质量矩阵；

步骤3：构造状态观测器：

其中，l_i，i＝1，2，3为待设计参数，g(.)为针对高频抖振的非线性函数，σ为线性区间长度，a∈(0，1)，sgn(z)为z的符号函数，z为通用参数，计算g(e)用e替换z；e为状态误差；x₁表示实际状态变量，相当于空间大尺度刚-柔耦合系统动力学模型中的η，x₂表示x₁的导数，x₃为中间变量；分别表示状态x₁、x₂、x₃的估计值，分别表示状态速度的估计值；

步骤4：设计滑模面趋近律；

设计系统滑模参数为：

其中，s表示滑动变量，α₁＞0，w∈(0，1)，sgn(x)为符号函数；

设计系统滑模面趋近律为：

其中，为滑动变量的导数，α＞1，0＜β＜1，k₁＞0，k₂＞0；

步骤5：设计终端滑模控制器，完成系统多阶模态振动抑制；

终端滑模控制器为：

其中，u为控制输入，ρ为自适应增益，ρ≥1；表示对总干扰的观测误差上界；u_s表示饱和函数的阈值参数，u_f表示等效控制输入。