项目简介：

本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响，为提高机械臂运行效率提供有效的解决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部，结合各部件材料及力学特性，采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型，结合奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统，经联合求解获得符合实际运动特征的动力学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案，对时滞影响的系统进行特殊扩维处理，以得到不显含时滞的控制系统，从而获得有效的控制效果。研制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。

技术/产品创新性：

1．研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器，提出参数补偿线性化方法，将压电材料本构关系线性化，根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械臂动力学控制模型。 2．研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法，建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立控制机制； 3．研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响，提出一种基于刚柔耦合模型的时滞稳定性分析方法，形成最佳时滞控制机制。

知识产权情况：

1．邵敏强，滕汉东，嵌入式柔性机械臂振动控制装置，发明专利，专利号：ZL201510809409.2； 2．邵敏强，滕汉东，黄宇明，一种空间智能柔性机械臂试验装置，发明专利，专利号：201610169410.8; 3．邵敏强，陈卫东，滕汉东，刚度可调谐的动力吸振装置，发明专利，申请号：201710355909.2

行业情况：

市场情况：

该实验平台能够完成部分气浮实验平台的功能，但与气浮平台相比具有造价低，便于实现等优点，并且实验过程中不需要耗费大量的专用气体，实验成本低。对缩短空间柔性机械结构的开发周期具有重要意义，可在我国航天应用领域广泛推广。

项目团队情况：

本成果同样涉及柔性空间结构的振动抑制和运动学控制方面的研究，基于理论的研究成果，能够为柔性机械臂实验平台的应用提供广泛的技术支持。