随着航天事业的蓬勃发展,各种用途的挠性空间结构被广泛应用于空间飞行器及空间科学平合中,由于这些结构具有大挠性、固有频率低、自身阻尼弱、振动频率密集等非线性动力学特性。在配合中心体进行轨道变换和姿态调整的过程中,更易受到复杂空间环境中电磁辐射、太阳光压等环境干扰的激发,且不像传统小尺寸航天器及挠性附件,依靠自身阻尼很难在短时间内停止振动,容易造成航天器的定位、测量甚至导致结构失效。作为近年来工程领域中一项重要的新兴技术,主动振动控制技术是航空航天、道桥土木、勘探钻井和车辆等多个领域振动抑制的有效手段。本课题是以航天科研院所某型航天器挠性部件动力学建模及控制规律设计研究为背景,在此基础上加以总结和拓展主要内容包括:首先介绍了大型挠性空间结构相对中心体固定的挠性航天器系统动力学模型,采用有限元法和拉格朗日方法,建立了中心体与挠性空间结构系统的振动控制方程和测量方程,并基于Newton-Euler方法,给出了带挠性附件航天器系统方程;利用有限元分析方法,介绍了挠性空间结构拆分的杆、梁、板和集中质量等四类基本单元,建立挠性空间结构的模型并进行降阶处理;为后续系统结构设计和仿真分析奠定基础。针对大型挠性空间结构的作动器/传感器的布局设计,考虑到布局优化时,理论上尽可能多而密地分布传感器/作动器,能够获得更全面的模态信息,输出更强有力的控制作用,但如果布局数目和位置不合理,会使控制效果下降,增加系统能耗。以降阶模态建立系统结构的状态空间动力学方程式,从而得到系统模态控制力的能量相关矩阵,综合考虑系统的可控度/可观度和能量消耗两种重要指标,提出一种逐次消减的复合优化准则,并基于该准则对作动器/传感器的布局方案进行优化计算。针对遗传算法求解迭代过程中可能陷入局部次优解的问题,通过衡量群体的适应参数,使计算参数自适应地发生变化,从而求得全局最优解。针对挠性空间结构的主动振动抑制问题,设计了两种基于独立模态空间理论的振动抑制控制器。首先,设计模态滤波器,对从物理空间采集到的的模态信息进行预滤波处理;设计Luenberger观测器,从模态加速度中提取模态位移和模态变化率;其次,利用独立模态空间理论中各阶模态相互独立解耦的特性,分别设计了基于最优控制的独立模态空间控制器和基于H∞次优控制的独立模态空间控制器,构成了一个完整的挠性空间结构闭环主动振动控制系统。最后,建立大型挠性空间结构的振动控制系统仿真模型,模拟航天器中心体调整姿态和挠性结构受到空间环境瞬时冲击干扰情况下,控制系统的效果;对设计过程中出现的观测和控制溢出等问题进行分析,给出了初步的解决方案;分析了数值仿真结果,说明控制系统的可行性,并进行展望。