随着太空任务的不断深入和航天技术的迅速发展,轻量化、模块化的大型空间结构具有广泛的应用需求基础。受限于运载火箭的单次运载能力,在轨组装是大型空间结构最有前景的构建方式之一。随着空间机器人技术的不断发展,在轨组装技术在未来大型甚至超大型空间结构的构建中将发挥更大的潜力。在轨组装的顺利完成是大型空间结构长期在轨运行的基本前提。整个在轨组装任务工程量巨大、耗时较长,多种空间摄动以及不可避免的组装撞击等扰动会引发空间结构整体的振动,特别是组装后期结构柔性越来越大,振动问题愈发突出,将严重影响组装任务。为实现大型空间结构高精高效、安全地在轨组装,与之相关的动力学建模与分析、组装任务规划、以及结构主动控制技术是需要优先突破的关键技术;但是,空间结构整体的构型和尺寸随模块逐个组装离散渐增,上述技术的突破依然存在建模工作繁琐、结构振动响应考虑不足、集中式主动控制策略不适用等问题。鉴于此,本文面向模块化大型空间结构的在轨组装阶段,以平面板式和桁架式大型空间结构为具体对象,开展结构动力学建模、序列规划、以及分布式自适应振动控制方法研究,旨在保障在轨组装任务的完成质量。主要研究内容包括:（1）模块化大型空间结构在轨组装阶段的动力学建模与分析。充分利用结构设计特点、以及组装任务的规律性,提出通过邻接关系向量调用模块基础模型库、按“节点自由度”加载的建模方法,建立构型复杂、组装方案多样的模块化大型空间结构的动力学模型,其在轨组装阶段的模型更新无需重复繁琐的建模工作。基于所建立的模型分析大型空间结构在轨组装阶段的动力学特性变化、以及模块组装撞击作用下的动力学响应。数值仿真结果说明,该方法建立的模型适用于描述该阶段大型空间结构的离散渐变动力学特性,其动力学特性的变化过程与模块的组装序列相关,而且模块的组装撞击对空间结构整体的稳定影响较大。（2）减小空间结构振动的多约束组装序列规划。考虑大型空间结构在轨组装阶段的结构振动,将整个组装序列规划问题分解为每次模块组装位置的优化问题,基于所提出的建模方法,以每次组装时结构一阶固有频率最大为优化指标,利用模块位置关系矩阵描述组装操作的连续性、可行性等多约束条件,结合遗传算法提出减小空间结构振动的多约束组装序列规划算法。数值仿真中利用该算法优化平面板式和桁架式大型空间结构的组装序列,开展在轨组装阶段的动力学分析。结果表明,对比组装效率等优化指标,以最大化结构一阶固有频率的次序组装模块,可有效降低大型空间结构在轨组装阶段的振动幅值。（3）面向分布式控制的动力学建模与自适应协同控制。为实现振动主动控制,采用分布式控制策略,充分考虑在轨组装阶段大型空间结构的变化特点,引入可随组装变化的模块化智能组件作为被控结构单元,调用模块基础模型库、按“节点自由度”加载,建立面向分布式控制的动力学模型;进而基于该模型提出分布式协同控制器、及其在轨组装阶段的自适应更新策略,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明控制系统的闭环稳定性。考虑组装撞击和部分控制器失效等工况,开展平面板式空间结构不同在轨阶段的动力学分析和振动主动控制。数值仿真结果充分验证了分布式自适应协同控制系统的可行性和良好鲁棒性,并说明分布式控制器中的协同部分可进一步增强控制系统的振动抑制效果。（4）提升控制系统计算效率的分布式自适应快速模型预测控制。为进一步提高在轨组装阶段分布式控制系统的自适应更新效率,基于Newmark-β方法推导智能组件离散状态的显式表达,结合快速计算策略,设计分布式自适应快速模型预测控制系统。考虑模块组装撞击的不确定性、以及部分智能组件控制器失效等多种工况,开展平面板式大型空间结构在轨组装阶段的振动主动控制。数值仿真结果体现了该分布式控制系统的可行性和鲁棒性,不同控制系统的对比结果验证了其在自适应更新效率方面的明显优势。（5）分布式主动振动控制实验验证。以柔性悬臂板结构为被控结构,采用压电纤维作动器和非接触式激光位移传感器,搭建实验平台,开展建模方法和分布式控制方法的实验验证工作。利用模块化大型空间结构的建模方法,结合载荷比拟法建立模块基础模型库,再调用、加载,获得压电驱动柔性悬臂板结构的动力学模型。以模态分析、静态变形实验,验证该理论模型的有效性后,在初始变形和部分主动元件失效等工况下开展悬臂板结构的主动振动控制实验,实验结果表明分布式控制系统对结构振动抑制作用明显,对部分主动元件失效工况的鲁棒性良好,也验证了智能组件控制器中的协同部分对结构振动抑制有增强效果。