智能壓電柔性板多輸入多輸出振動(dòng)主動(dòng)控制研究.pdf

1、研究背景為空間撓性結(jié)構(gòu)的智能自主控制.主要針對(duì)航天柔性結(jié)構(gòu)中常見的懸臂外伸二維薄板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)主動(dòng)控制展開研究,以一套模擬衛(wèi)星太陽(yáng)能帆板的環(huán)氧樹脂柔性懸臂板系統(tǒng)為研究對(duì)象,利用壓電智能結(jié)構(gòu)對(duì)柔性板存在的彎曲模態(tài)和扭轉(zhuǎn)模態(tài)二維耦合振動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)控制,并進(jìn)行了相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)研究.首先分析了壓電材料的基本特性,給出了一維和二維傳感和驅(qū)動(dòng)方程.指出D優(yōu)化方法和模態(tài)力準(zhǔn)則的共同本質(zhì)是將傳感器和驅(qū)動(dòng)器布置在模態(tài)應(yīng)變最大的地方,可以直接從尋找結(jié)構(gòu)模態(tài)應(yīng)

2、變最大處入手進(jìn)行壓電片位置優(yōu)化.在分析柔性板模態(tài)振型特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,通過適當(dāng)?shù)膲弘娖贾脤?shí)現(xiàn)了柔性板彎曲模態(tài)和扭轉(zhuǎn)模態(tài)相互獨(dú)立的傳感和控制通道.利用特征建模的思想克服了柔性結(jié)構(gòu)難以精確建模的困難,設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單有效、便于工程實(shí)現(xiàn)的基于柔性板特征模型的自適應(yīng)控制律.采用上述研究結(jié)果建立了基于計(jì)算機(jī)的多輸入多輸出柔性板二維振動(dòng)主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅可以很好的控制柔性板單個(gè)模態(tài)的振動(dòng),對(duì)于彎/扭二維耦合振動(dòng)亦有較好的控制效果