失重环境下可控柔性臂的模态特性

在非重力场中,考虑控制器动态反馈的影响,对存在控制器定位约束的柔性臂系统进行动力分析,研究其在相对平衡位置的模态特性.以具有柔性关节和弹性臂杆的可控柔性臂为研究对象,分析了控制器作用下的反馈约束特性,将控制器位置和速度增益引入力边界条件,得到了耦合控制器参量的模态特征方程,证明了反馈约束的存在使得系统特征频率为复频率,且模态主振型是复变函数.通过数值仿真,明确了可控柔性臂的模态特性与控制器增益之间的关系,得到了不同于经典振动理论的结论.设计了可控柔性臂的仿失重实验平台,试验模态结果证明了理论分析的有效性.