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大型柔性板状结构系统的控制技术可应用于空间系统、航天器及主动光学等领域,大型柔性板状结构是典型的轻质柔性结构系统,此类系统为分布式参数系统,其阻尼弱、低频模态密集且模态参数具有不确定性。再者,控制系统性能指标要求高指向精度、高形状控制精度以及结构模态密集问题使得结构振动与形状控制问题更为棘手。本文侧重研究大型柔性板状结构的智能高精度振动与形状控制,其中考虑到系统高阶模态频率、高维数、多输入多输出性质、边界条件以及作动器/传感器的可靠性等因素的影响,大型柔性板状结构动力学系统的不确定问题归因于高非线性。本文着重研究了结构的建模以及结构振动与形状控制系统设计相关非线性问题,其主要工作如下:首先,为了确保控制系统测可控性、可观性以及高效能量利用,需要优化设计系统。本文将多种智能算法应用于大型柔性板状结构振动与形状控制中的三类优化配置问题。第一类问题是大型柔性空间板状结构的压电作动器位置优化配置。第二类问题是大型柔性空间板状结构的压电作动器数量优化配置。第三类问题是大型柔性空间板状结构的压电作动器方向优化配置。优化配置作动器优所使用的化适应度函数是以应变片所测表面应力为基础的,其优点在于可将适应度函数与优化问题相对独立因而便于求解。相比之前的研究工作,该优化方法更适应于板状结构几何形状复杂以及适应度函数难以求导的情况。通过与之前的研究成果对比仿真分析表明智能优化算法具有良好的优化效果。其次,应用新的建模方法构建了详细、完整、准确的大型柔性板状结构动力学模型。该模型的优点在于考虑了结构的主要模态因而更好的避免了“溢出”现象。此外,该模型为降阶模型且因其形式简单便易于大型柔性板状结构振动与形状控制器的设计,更重要的是避免了由控制溢出与观测溢出而导致的系统不稳定现象。最后,通过圆形板与矩形板的建模分析,证明了建模方法的有效性。第三,本文通过计算仿真与分析并引入了多种智能控制算法用于大型柔性板状结构的振动与形状控制。仿真结果表明与传统控制算法相比,智能控制策略可更好地用于大型柔性板状结构的振动与形状控制,原因在于智能振动与形状控制系统能够更好地处理复杂、不确定性、非线性时变因素。最后,通过建立智能振动与形状控制实验系统证明了动力学建模方法、多目标智能优化算法、多种智能控制策略的有效性。