纵观太阳能帆板的发展历程，伴随卫星结构规模的日益增大以及对能源的需求的增长，太阳能帆板必然会向大型化发展。例如我国的“东方红三号”卫星，其太阳翼展开可达18.096米。但另一方面，由于大型卫星规模很大，结构复杂，例如有些大型的通信广播卫星重量达5T以上，带有口径达十几米的天线，带有上千公斤的大型液体燃料贮箱，考虑发射火箭的运载能力有限并为了节约成本，航天发射活动中对卫星的重量有着严格的限制。这使得由超轻薄的柔性材料制造的轻质太阳能帆板得到广泛应用，不仅让有效载荷得到了提高，也大幅提声了运输工具的效率。但这两方面共同作用的结果，则是导致卫星太阳能帆板因为质量小，整体跨度大和刚度较低的问题，成为了非常典型的大型柔性空间结构，表现出了模态密集、阻尼低、共振频率低等动力学特性。这些特性在卫星太空运行环境下，会造成不可估量的安全问题。由于太空环境中空气阻尼几乎不存在，卫星太阳能帆板的结构阻尼可以忽略不计，则可近似看作是在无阻尼环境中运行。在这种太空环境下，由姿态机动或受外界扰动后产生的振动与弹性形变，都会在帆板上长时间的持续，不仅影响姿态控制的精度，也会使得卫星结构发生疲劳损伤，进而造成航天事故。

而在实际情况中，因太阳能帆板的柔性影响导致的卫星事故也有不少例证。1990年4月，在哈勃太空望远镜发射后，稳定工作一段时间后，其太阳能帆板因为受热载荷变化而产生振动，导致望远镜产生颤抖，其成像变得模糊而失去正常运行工作能力；我国发射的通信卫星“东方红三号”系列卫星也因太阳能帆板持续震颤而频繁调整姿态，最终因燃料耗尽而报废。由此可见，太阳能帆板变形造成的弹性振动非常危险，是威胁卫星正常运行的一大因素，需要积极应对。

鉴于上述卫星太阳能帆板的动力学问题，国内外针对航天航空器的结构形态变化检测及其实验验证开展了大量的探索与研究。研究大致可以分为理论建模研究和实际检测系统的研发。在理论研究方面，其研究重心主要侧重于建立卫星太阳能帆板与航天器的动力学方程，将柔性结构与大范围内的刚体运动之间刚柔耦合的问题作为主要的研究方向。如Kane等人基于模态假设法，比较精确的建立了平面内做旋转运动的悬臂梁动力学模型，首次提出了“动力刚化”概念。此后，动力刚化的刚柔耦合动力学问题则一时间成为了研究热点。Ryan、Hearing等对几何约束法进行了扩展，分析了在进行大范围平面运动时柔性固支梁的刚柔耦合效应；Erdman、Boutaghou等采用汉密尔顿相关原理建立了在经历大范围运动时一般柔性体的刚柔耦合动力学模型；王建民、刘又午等基于有限元分析方法，引入了单元耦合形函数，在建立的矩形板动力学模型中加入了动力刚度项；蒋建平等利用拉格朗日方程，建立了带有柔性板式附件的航天器刚柔耦合的一次近似动力学方程组，在考虑动力刚化影响的情况下，他还根据Kane方程建立了带有梁式柔性附件的在轨卫星系统的动力学方程。

可见，对于卫星体的刚柔耦合动力学问题，已经有大量的科研人员进行了分析与建模研究。但由于太空环境的随机性和难以调控性，这些仿真的研究无法确定性的给出一种对卫星太阳能帆板的形态检测与控制方案，而传统的结构变形测量与状态稳定性监测技术在太空环境中几乎无法适应，其可行性与稳定性大打折扣，需要在更先进的技术层面上进行深入研究，因此对于高精度、轻质化、高效率等性能要求苛刻的航空航天领域，机敏材料和智能结构相关技术的发展和兴起为其提供了崭新契机。

光纤智能结构也叫做光纤光栅机敏结构，是利用光纤光栅传感器与相应测量结构结合而形成的具有可定量测量的机敏材料，集合其采集与数据处理系统，可以实现对相关结构的变形状况进行实时的监测与评估。目前智能结构检测在土木工程和机械结构上已经有较成熟的应用，但在航天航空事业上却起步较晚。在1979年，NASA开展了一项光敏机构结构与蒙皮计划，首次将光纤传感器埋入复合材料蒙皮中，用来监控复合材料的应变与温度。1998年NASA在其研发的X-33原型航天器上安装了多个方向的FBG传感网络应变和温度测量系统，以实现对航天飞机的实时的健康监测。2001年德国Eche等基于12个FBG光纤光栅研究出了一套离散空间分布式传感网络，并将其运用于X-38宇宙飞船船体结构的状态监测。国内对于智能结构的研究在 20 世纪90 年代得到重视和起步，在经过二十年国家的大力经费支持与国内学者的不懈努力研究下，智能结构监测技术在我国得到了长足的进步。国内在国家科学自然基金中专门设立了智能结构相关课题，并且在航空基金和863计划中均对智能结构有着大力的支持，例如早在1991年国家自然科学基金就将智能结构研究列为新概念构想探索课题；航空基金从 1993 年起开始将智能结构列入研究计划；而在2002 年启动的重大研究计划“空天飞行器若干重大基础问题研究”中也专门对卫星太阳能帆板的结构问题进行了提出与讨论；2007年国家对于航天器智能结构又专门设立了“近空间飞行器关键基础科学问题”重大研究计划，其中智能材料和结构是其研究的核心内容之一；。而在国家大力发展智能结构的同时，国内一批高校的著名科研工作者对光纤智能结构的相关研究也取得了显著的成果。如钱晋武等采用FBG传感器对管状结构的空间曲率数据进行了采集，研究了可实现其结构形态重构的方法；张合正等人通过结合C#和OPENGL，针对柔性板状结构，利用FBG感知网络对其建立了一套基于板状结构分布式离散应变数据和曲率数据的信息采集与处理系统，同时对基于模态位移叠加的结构形态空间曲面重构算法进行了研究。朱晓锦等研究了基于正交曲率信息和拟合算法的太空帆板空间曲面拟合与重建算法。