贮箱内液体晃动会产生对贮箱容器壁的作用力和作用力矩,能够明显的改变系统的动力学特性,严重影响系统结构的稳定性和运动稳定性;且晃动动力学过程复杂,难以测量状态量的变化,这使得液体晃动的控制成为难题。本论文分别对矩形贮箱内的液体二维非线性晃动、三维非线性晃动的动力学和控制问题进行了研究,其中本论文的贡献和其中涉及到的创新点将以下两部分中阐述。本论文研究了二维液体非线性晃动的动力学及其控制问题。前人的研究中有大量文献致力于液体的线性晃动抑制研究,然而实际上工程应用中大多数情况是液体的非线性晃动。当外界激励较大时,液体晃动会出现弱非线性现象,偶数模态也会对系统动力学产生影响。已有的文献虽有少量针对液体非线性晃动的抑制研究,但没有考虑高阶模态和偶数模态对系统动力学的影响。本文针对二维液体非线性晃动控制问题,提出了一种新的控制方法,基于第一阶模态参数的光滑器和第二阶模态参数的光滑器卷积得到的复合光滑器,通过仿真和实验验证了复合光滑器能有效抑制二维液体非线性晃动,且对于系统参数和工况变化具有良好的鲁棒性。本论文研究了三维液体非线性晃动的动力学和控制问题。前人的研究中未有对于液体三维非线性晃动控制问题的研究。本文中,我们给出了矩形贮箱内液体三维非线性晃动的具体数学模型,并对其进行动力学分析得到,横向和纵向模态耦合产生的耦合模态对系统动力学也有显著影响,这也使得三维非线性晃动的动力学模型更加复杂。本文针对三维非线性晃动动力学模型提出了一种新的控制方法,一个连续分段的光滑函数,经过命令光滑器后的控制命令更加平滑,对边界处的冲击更小,能将瞬态振幅小,并通过实验和仿真验证了该控制器能有效抑制液体三维非线性晃动的横向模态、纵向模态以及耦合模态的晃动。本论文针对液体非线性晃动控制领域的研究现状,基于光滑整形技术,设计了两种控制方法,开环控制,成本低,设计简单,易于工程实现。研究成果对于航天器飞行姿态控制、罐装生产线、大型液灌策划行驶稳定性和安全性有重要的研究意义和工程实现价值。