基于气浮球轴承的仿真台是空间飞行器地面仿真的重要设备。调平衡是其关键技术，目前气浮台调平衡还属于静态调平衡，只调节重力不平衡力矩，对于存在干扰力矩的动态调平衡尚无研究。本课题针对这一领域研究了以下内容：多种干扰力矩作用下的气浮台动力学特性，；不平衡力矩尤其是干扰力矩的求解方法；干扰力矩的补偿技术以及动态调平衡方法。取得了以下成果：建立了多种干扰力矩作用下的气浮台动力学模型，并给出了动态调平衡的判断准则，推导了不平衡力矩尤其是干扰力矩的数值求解方法；对于挠性台体不平衡力矩，研究了微变形自补偿技术；对于其他的干扰力矩，研究了基于冷气喷嘴的微力矩输出技术；并研究了基于以上技术的调平衡策略。其中最为重要的成果以及意义如下：通过研究干扰力矩对台体动力学的影响，揭示了传统的以运动周期为特征的气浮台调平衡状态准则的局限性，提出了包含极限工作位、极限周期以及极限偏转方向的三元素判定方法，该方法使得台体不平衡力矩调节至空间所需求的0.0001Nm状态时可以判断；挠性气浮台的um级微变形干扰力矩是最主要的干扰之一且无补偿方法，本课题研究了变形自补偿技术，使得台体转动中即可将此类干扰力矩自动补偿99%以上；研究了5mN·ms级微冲量输出技术，使得冷气喷嘴能够精确地用于力控制系统中，同时提出了新的该级别冷气喷嘴冲量测试原理，研制了测试试验台，该方法不需要标定转动部件转动惯量，使得测量精度较传统的光学和磁测量方式大为提高同时成本降低。

基于气浮球轴承的仿真台是空间飞行器地面仿真的重要设备。调平衡是其关键技术，目前气浮台调平衡还属于静态调平衡，只是考虑质心与转动中心偏差产生的重力不平衡力矩，对干扰力矩项予以忽略，导致当重力不平衡力矩与干扰力矩数量级接近时，调平衡方法失效。本课题将建立多种干扰力矩作用下的气浮台动力学模型，研究干扰力矩对台体运动特性的影响，给出台体是否调平衡的判断准则。研究不平衡力矩的测算方法，推导计算不平衡力矩的公式，给出其数值求解方法和误差估计。研究挠性结构不平衡力矩自补偿技术和适用于气浮台上的微力矩输出技术，并研究以此动态补偿干扰力矩的调平衡策略。

空调系统动态仿真是实现空调系统优化设计和节能控制的重要手段。目前的空调系统动态模型大部分是基于经验的，不具有普适性，很难实现复杂系统的动态仿真。本申请课题提出基于现代控制理论的空调系统机理建模方法，以守恒定律为基本原则，根据状态空间法建立集中空调系统各关键部件动态模型，研究利用图论及结构矩阵理论进行部件模型系统集成的计算机识别算法，构建以部件状态空间模型为基本单元的集中空调系统动态仿真平台；利用支持向量机高效智能学习功能对状态空间模型中的时变参数进行在线辨识，以提高动态模型自适应性能，满足实际空调控制系统的实时性要求。状态空间模型不仅为诸多先进控制方法在集中空调控制系统中的应用奠定良好的模型基础，其反映的部件模型内部状态信息还可为空调系统故障诊断提供重要的数据支持，将有助于空调系统智能控制及故障诊断技术的发展和完善，具有很好的理论和实际应用价值。

本项目利用现代控制理论中的状态空间建模方法对集中空调系统各关键部件（包括空气-水表面式换热器、制冷机组、冷却塔、输配管网及动力设备和空调房间）进行了系统动态建模，利用图论和结构矩阵理论对集中空调系统部件状态空间模型进行描述和结构特性分析研究，并深入研究了基于部件状态空间模型的集中空调系统集成模型，研究了基于状态空间模型的控制系统设计，同时还利用面向对象仿真技术开发了基于状态空间模型的集中空调系统部件动态响应仿真软件。 2100433B

以机械工程、航空航天等复杂机械结构为背景，研究基于模型确认的用于复杂结构动态仿真的精确建模理论、方法与实现。即通过对复杂机械结构的分层建模和动态试验，响应特征抽取，模型与试验的不确定性分析，模型参数统计校准，最后获得精确的有限元计算模型，并对模型精度进行确认、对仿真预报精确度和置信度进行评估。本研究在传统模型修正的基础上，计及模型和试验中的不确定性因素，以获得高精度有限元模型，并回答计算仿真的结果能在多大范围和置信度上代表真实系统为目的。重点研究模型确认新技术的整体思路和以下若干关键技术：快速运行模型的建模方法；典型子结构（含复杂连接结构）的建模及其物理参数识别；响应特征抽取和模型确认度量准则研究；不确定性分析和响应预报精度评估；并结合工程项目，以先进工程有限元软件为工具,进行软件实现。通过本项目研究，进一步提高有限元计算仿真的应用水平，在复杂机械结构动态设计中发挥更大作用。 2100433B