人才培养

工程力学

大型空间结构的波动特性研究

宋光浡

专业名称:工程力学(强基计划)
指导教师:蔡国平
毕业去向:本校力学专业直博
在校期间学术成果或科创实践成果:发表核心期刊1篇(第一作者),会议口头汇报1次(第一作者),2025年第二十九期“澳门新浦新京5197网站大学生创新实践计划”(国家级),2024年第二十八期“澳门新浦新京5197网站大学生创新实践计划”(市级,优秀项目,主持人)

项目概述

本项目面向大型空间结构波动传播问题,以空间桁架结构为对象,开展波动动力学建模、时域响应分析与波动控制研究。项目建立了包含纵波、弯曲波和扭转波的行波动力学模型,提出基于FFT-IFFT的时域响应算法,实现波动传播、反射与散射过程的分析;进一步设计同位反馈波动控制器和多通道波耦合控制策略,为大型空间结构动力学分析与扰动抑制提供了新的理论方法。

项目创新点

本文面向我国航天工程的重大产业需求,以千米级航天器为对象,开展了波动特性研究。建立空间桁架行波动力学模型,实现扰动传播、反射与散射的统一描述;提出基于FFT-IFFT的时域响应算法,揭示局部扰动在结构中的传播规律;提出双通道同位反馈控制器,较传统单通道方法具有更优抑制效果。本研究可为我国即将实施的千米航天器计划提供技术支撑。

项目成果及应用前景

项目取得了三方面成果:建立了大型空间桁架结构弹性波统一建模方法,提出了EWM-FFT/IFFT时域响应算法,以及基于出射功率流最小化的多通道波耦合控制策略。

本项目可为千米级航天器、空间电站、大型空间天线及在轨组装结构的动力学分析和主动控制设计提供理论支撑,有助于提升大型柔性航天结构的稳定性、精度和可靠性,具有良好的工程应用前景。

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