针对空间柔性杆系统的扭转振动问题,提出了一类由柔性杆、电阻应变片传感器、压电扭转致动器组成的柔性杆系统。为了研究此系统的扭转振动,运用拉格朗日方程和假设模态法建立了系统的动力学方程。针对柔性杆系统中压电扭转致动器、传感器的优化配置问题,提出一种基于最小输入能量、最大能量传递、Grammian矩阵最小奇异值最大化的复合优化策略,采用遗传算法对致动器/传感器的位置进行了搜索,找到了最优位置位于柔性杆的根部。进行了数值分析研究,结果表明,与其他位置相比,最优位置最有利于致动器实施控制,同时也最有利于传感器的观测。

提出一种南薄壁杆、压电扭转驱动器、压电传感器组成的机敏杆，针对机敏杆扭转振动控制中驱动器／传感器优化配置问题，对机敏杆的扭转振动进行了深人的研究，采用拉格朗日方程和假设模态法推导了机敏杆系统的动力学方程，建立了系统的状态空间表达式。将机敏杆划分为若干个位置单元，选取主动控制器的最大耗能作为优化准则，运用遗传算法获得了压电扭转驱动器／传感器的最佳配置位置及最优反馈增益。结果表明：所获得的最优位置、反馈增益是合理的，将驱动器／传感器同位配置在最优位置并实施相应的闭环最优控制，主动控制器的耗能最大，并能有效抑制机敏杆的扭转振动。