基于壓電自感知執(zhí)行器的振動主動控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著航空事業(yè)高速的發(fā)展，大量柔性結(jié)構(gòu)如太陽能帆板被使用于各種飛行器中。但由于這些柔性結(jié)構(gòu)本身具有擾度高，阻尼低的特性，在受到外力作用時就會產(chǎn)生持續(xù)的振動。在沒有空氣阻尼的太空環(huán)境中，結(jié)構(gòu)的振動很難停止，并且容易引起共振，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的工作性能，所以對這類結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動控制已頗為重要。
　　 振動主動控制具有控制精度高，自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)越性，在結(jié)構(gòu)振動控制中被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，傳感器和執(zhí)行器的同位配置等問題很難被解決

2、。控制方法大多數(shù)是基于現(xiàn)代控制理論，對系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型精確性要求很高，且所采用的控制算法很復(fù)雜，不能夠?qū)ο到y(tǒng)的振動做出快速地響應(yīng)。
　　 預(yù)測函數(shù)控制算法是根據(jù)控制系統(tǒng)的歷史信息和選定的控制輸入，對未來某段時域內(nèi)的過程輸出控制序列作出預(yù)測，而不需要被控對象的精確數(shù)學(xué)模型的一種新型控制算法。由于預(yù)測函數(shù)控制算法中的大部分控制參數(shù)可以進(jìn)行離線計算，故減小了系統(tǒng)的在線計算量，提高了系統(tǒng)的實(shí)時響應(yīng)能力。
　　 本文研究了基于預(yù)測函

3、數(shù)控制法的振動主動控制技術(shù)。把壓電柔性懸臂梁作為控制對象，利用模態(tài)分析法建立了壓電懸臂梁振動系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程。然后將振動系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程離散化后作為預(yù)測模型，經(jīng)過嚴(yán)密的理論分析和一系列的計算得出了最優(yōu)的控制律。設(shè)計了基于預(yù)測函數(shù)控制法的自感知懸臂梁振動控制系統(tǒng)。最后對所設(shè)計的控制系統(tǒng)進(jìn)行了開環(huán)和閉環(huán)仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在開環(huán)情況下，依靠自身的阻尼作用系統(tǒng)振動衰減很慢，而當(dāng)系統(tǒng)輸入控制作用后，壓電柔性懸臂梁的振動很快被抑制，控制效果良