基于PDE模型的空间柔性曲梁无穷维Kalman滤波器设计

作     者：刘福寿 金栋平 文浩 LIU FuShou;JIN DongPing;WEN Hao

作者机构：南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京林业大学土木工程学院南京210037 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(编号:11290153) 装备预研基金资助项目(编号:6140210010202) 江苏高校优势学科建设工程资助 

出 版 物：《中国科学：物理学、力学、天文学》 (Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica)

年 卷 期：2017年第47卷第10期

页      码：88-94页

摘      要：状态观测器设计是大型空间结构主动控制设计中的一项重要内容.由于大型空间结构频率低、模态密集且阻尼小,传统的基于模态截断模型的观测器设计方法容易导致观测溢出问题.直接基于结构的偏微分方程(PDE)模型进行状态观测器设计可以避免上述问题,目前正成为该领域的研究热点.针对具有弱阻尼的空间柔性曲梁,对曲梁在悬臂状态下的面内振动进行状态估计.首先建立考虑剪切变形和转动惯量的曲梁面内振动PDE模型,并通过变量替换将PDE模型转化为Hilbert空间中的抽象状态方程,然后基于Kalman滤波理论构建曲梁的无穷维状态观测器模型,并采用频域下的谱分解方法得到无穷维Kalman滤波器增益函数的解析解.最后通过数值算例对无穷维Kalman滤波器的观测效果进行了验证。

主 题 词：柔性曲梁 PDE模型 状态估计 观测溢出 

学科分类：080902[080902] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SSPMA2017-00097

馆 藏 号：203262128...