问题——大型可展开空间天线轨工作时面临诸多挑战：大口径和柔性结构使其容易受到空间温度剧烈变化、结构振动和材料热胀冷缩等因素干扰，导致反射面型面出现微小但累积显著的偏差；这些偏差对通信链路的影响尤为突出，会降低信号增益、恶化波束指向与旁瓣水平，进而影响信号质量；对于高分辨率遥感与深空探测任务，结构误差还可能增加测量与定位的不确定性。随着卫星互联网、对地观测和高通量通信等任务对天线性能的要求不断提高——更大口径、更高频段、更高精度，如何在有限算力和严格约束下实现大型柔性结构的实时、高效协同调控，成为工程应用中的关键难题。 原因——大型网状反射面天线的控制面临多重挑战：其多自由度、强耦合、非线性和时变特性使得传统集中式控制方法难以应对，需要在全局尺度上求解复杂的动力学预测与优化问题，计算量大且实时性不足。此外，密集的作动器阵列和多约束条件要求控制策略既能实现局部补偿效果，又需避免过度驱动导致结构应力异常或引入新误差。同时，空间任务对可靠性要求极高，控制体系还需在局部信息不完整或存在测量噪声的情况下保持稳定性和鲁棒性。 影响——针对这些问题，西安电子科技大学机电工程学院/电子装备机电耦合国家级重点实验室杜敬利教授团队提出了一套主动型面调控技术体系。该技术将分布式模型预测控制、动态子结构建模方法与高密度微型机电作动器阵列相结合，实现了“误差可预测、约束可处理、补偿可实时”的系统化解决方案。团队通过构建多层级动态子系统模型，将复杂的大口径天线分解为多个可独立求解的局部子系统，将集中式结构动力学预测问题转化为分布式并行计算任务，提升了实时性，并为大规模作动器阵列的协调控制奠定了基础。对应的研究成果以《Distributed active surface compensation for large space-borne mesh reflectors》为题发表在《International Journal of Mechanical Sciences》，为工程应用提供了可复现的技术路径与验证依据。 对策——在方法层面，团队以分布式模型预测控制为核心，结合显式Newmark-β积分与动态子结构技术，将动力学演化与控制求解紧密耦合，形成可滚动优化的控制框架。各子控制器基于局部误差和本地预测模型进行优化决策，并通过信息耦合与协调机制实现全局目标的一致性，使“局部最优”最终收敛为“协同最优”。在工程实现上，团队搭建了3米口径网状反射面天线样机闭环主动测控平台，集成自主研制的微型作动器阵列、动态测量系统与实时控制处理单元，构建了“感知—决策—执行”闭环链路：通过高精度感知捕捉型面误差，利用滚动优化策略生成驱动指令，并对补偿效果进行实时反馈校正，实现自适应误差补偿。验证结果表明，分布式控制不仅能降低单点计算压力，还能提升系统扩展性，为更大口径、更高作动密度的工程方案提供可迁移的控制架构。 前景——业内普遍认为，未来空间信息体系将向高频段、巨口径和智能化方向发展，而大型可展开天线的性能上限往往受限于在轨型面精度与长期稳定性。杜敬利团队的研究在控制体系结构、建模分解方法和样机闭环验证上取得的进展，为高通量通信、卫星互联网、对地观测与深空探测等任务提供了新的技术选择。下一步，若能更贴近在轨工况的热—结构耦合环境、长期运行可靠性与容错机制，以及更大规模阵列协同控制各上开展工程化验证，将更提升该技术的应用成熟度，并推动相关关键部组件的国产化与标准化。
中国航天科技正从跟跑迈向领跑，通过原始创新不断突破技术边界。杜敬利团队的研究不仅解决了具体的工程技术难题，更探索出一条智能材料、精密机械与先进控制理论深度融合的创新路径。在太空基础设施竞争日益激烈的背景下，这样的基础性突破将持续推动我国航天强国建设，为构建天地一体化信息网络提供关键支撑。