近日，西安电子科技大学机电工程学院与电子装备机电耦合国家级重点实验室联合团队在大型空间可展开天线领域取得重要进展。
该团队针对大型空间网状反射面天线在轨运行过程中的型面精度保持问题，成功研发出一套融合分布式模型预测控制、动态子结构建模与高密度微型作动器驱动的型面主动调控技术体系。
相关研究成果以《Distributed active surface compensation for large space-borne mesh reflectors》为题，发表于机械工程领域国际顶级期刊《International Journal of Mechanical Sciences》。
西安电子科技大学为通讯单位，博士研究生任志威为第一作者，杜敬利教授为通讯作者。
问题的提出源于太空环境的复杂性。
大型空间天线本质上是一种高度柔性的空间结构，在失重环境中极易受到温度变化、微小振动等多种因素的影响而产生形变。
这些形变虽然看似微小，但对于精密的信号收发系统而言可能造成严重后果，直接影响通信质量与数据传输精度。
杜敬利教授形象地比喻："可以把大型空间天线看作一个非常复杂的柔性结构。
我们的核心目标，就是为它装上'智能神经'，使其能够自主感知形变、协同调整形态，始终维持最佳工作状态。
" 为解决这一难题，团队创新性地提出多层级动态子系统模型构建方法与分布式模型预测控制策略。
关键创新在于将原本庞大而复杂的大口径柔性天线结构拆解为若干可独立求解的局部子系统。
通过结合显式Newmark-β积分与动态子结构技术，团队实现了将复杂的结构动力学预测问题进行分布式处理，大幅提升了实时控制的计算效率与系统的并行处理能力。
各子控制器基于本地预测数据，借助信息耦合与协调机制达成全局协同优化，为大规模作动器阵列的高效协调控制提供了坚实的理论基础。
在实验验证阶段，团队自主搭建起一套3米口径网状反射面天线样机的闭环主动测控平台。
该平台集成了团队自主研制的微型机电作动器阵列、高精度动态测量系统与实时控制处理单元，能够对反射面型面误差开展毫米级精度的感知与实时反馈。
各子控制器依据获取的局部误差信息，通过滚动优化策略协调驱动作动器阵列，完成型面误差的自适应补偿，构建起"感知—决策—执行"的完整闭环控制链路。
这一完整的控制体系确保了天线在轨运行时能够动态维持最优型面。
该技术突破具有重要的应用价值。
随着航天事业的发展，大型空间天线在通信卫星、深空探测、遥感观测等领域的应用日益广泛。
型面精度的主动调控能力直接关系到这些任务的成败，对提升我国航天器的在轨工作效能具有关键意义。
该技术体系为未来大型柔性空间结构的设计与控制奠定了重要基础。
近年来，依托电子装备机电耦合国家级重点实验室这一平台，杜敬利教授团队聚焦大型柔性天线型面感知、动力学分析与控制、机电耦合优化设计等前沿方向持续深入攻关。
团队已在《Acta Astronautica》《Aerospace Science and Technology》《机械工程学报》等国内外重要学术期刊发表系列创新成果，形成了在该领域的学术影响力。
从地面实验室到浩瀚太空，这项突破不仅标志着我国在空间智能装备领域实现从"跟跑"到"并跑"的跨越，更折射出基础研究与应用需求深度融合的创新范式。
随着航天强国建设的深入推进，此类核心技术的持续突破，将为中国智慧太空体系构建注入强劲动能。