薄膜结构的固有频率在轨辨识
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摘要
特征系统实现算法(ERA)是一种发展成熟的时域模态参数识别算法,它利用系统的脉冲响应数据构造Hankel矩阵,对其进行奇异值分解,从而得到系统的低维模型实现。薄膜天线结构由于尺寸大和刚度低,为低频密集结构,任何一个微小的干扰都会导致薄膜的长时间大幅振动,这不但会影响航天器的正常工作,而且会引起结构的疲劳破坏,因此对薄膜结构进行振动控制至关重要。控制设计需要用到薄膜结构的固有参数,如固有频率、阻尼系数等,由于地面重力和空气阻力的影响,薄膜结构一般无法在地面上完成振动模态试验,因此需要在太空中进行模态参数的在轨辨识。首先利用Abaqus仿真计算得到薄膜天线结构的动力响应数据,然后利用ERA方法进行模态参数辨识,在此过程中需要对系统阶次进行过估计,这样会导致虚假模态的产生,最后采用模态相位共线性法(MPC)、模态幅值相干系数法(MAC)和稳定图法剔除虚假模态。仿真结果显示,ERA方法能够较为准确地辨识出密频结构的固有频率,稳定图法用于密频结构的虚假模态剔除较为有效,可以辨识得到系统的前六阶固有频率。
引文