大型挠性太阳能电池翼的振动控制是航天器动力学与控制领域的挑战性课题。大挠性太阳能电池翼的大跨度、轻质量、低刚度的结构特点,导致其具有低频率、弱阻尼、模态密集的动力学特性。航天器的轨道和姿态机动以及复杂的空间环境干扰,都可能引发大挠性太阳能电池翼的振动。由于太阳能电池翼结构阻尼弱,空间环境也无大气阻尼,使得太阳能电池翼的振动很难衰减。这些振动将影响航天器的姿态稳定和定位精度,严重时还可能导致航天任务的失败。因此,必须对电池翼进行振动控制,然而,常规的控制方法和经典的控制理论已经难以适应大挠性太阳能电池翼振动控制的需求。本文正是在这样的背景下,展开大挠性太阳能电池翼结构动力学研究,提出了太阳能电池翼的主动约束阻尼(Active Constrained Layer Damping,ACLD)振动控制方式,以及基于LMI的多目标鲁棒振动控制系统设计的理论和方法,并进行了深入的探讨和研究。主要内容如下:(1)根据太阳能电池翼的结构特点,简化为:单板、单框架板、多板铰接、多框架板铰接和中心刚体+板五种模型。在此基础上,建立了含ACLD结构的太阳能电池翼动力学模型。编制相应的有限元分析程序,并将计算所得特征值和频率响应与Msc.Nastran软件的计算结果进行对比,验证了模型的正确性。(2)直接从影响粘弹性层剪切变形的角度分析了ACLD结构位置对太阳能电池翼模态阻尼因子的影响,并据此给出了简易地确定ACLD结构位置的方法。(3)研究了具有主动约束阻尼结构的动力学模型降阶问题。由于粘弹性阻尼材料的存在,使得平衡降阶和动力缩聚两类广泛应用的模型降阶方法不再适用。论文改进了Krylov子空间模型降阶方法,并结合Krylov子空间降阶方法和平衡降阶方法的优点,提出了复合降阶方法。从特征值、频率响应、脉冲响应和正弦响应四个方面说明降阶模型可忠实表征原模型的动力学特点。使用复合降阶方法对动力学模型进行降阶,得到了适合控制系统设计的低阶模型。(4)引入多通道思想,在LMI框架内研究了电池翼振动控制的多目标综合问题,设计了基于观测器的状态反馈控制器。使用内部反馈回路处理系统的不确定性,引入Lyapunov函数成形的不变椭圆和峰—峰增益使控制输入满足约束限制。得到了具有干扰抑制性能且满足控制输入约束的鲁棒稳定的基于观测器的状态反馈控制器存在的充分条件。以太阳能电池翼为研究对象,通过数值仿真验证了控制器设计方法的可行性和有效性。(5)开展了基于主动约束阻尼技术的太阳能电池翼振动控制的验证性实验研究。实验结果表明所建理论模型是正确的,采用主动约束阻尼控制技术和鲁棒反馈控制器对抑制电池翼的振动是有效的。