智能壓電柔性板多輸入多輸出振動主動控制研究.pdf

1、研究背景為空間撓性結構的智能自主控制.主要針對航天柔性結構中常見的懸臂外伸二維薄板結構的振動主動控制展開研究,以一套模擬衛(wèi)星太陽能帆板的環(huán)氧樹脂柔性懸臂板系統為研究對象,利用壓電智能結構對柔性板存在的彎曲模態(tài)和扭轉模態(tài)二維耦合振動進行主動控制,并進行了相關的理論和實驗研究.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動方程.指出D優(yōu)化方法和模態(tài)力準則的共同本質是將傳感器和驅動器布置在模態(tài)應變最大的地方,可以直接從尋找結構模態(tài)應

2、變最大處入手進行壓電片位置優(yōu)化.在分析柔性板模態(tài)振型特點的基礎上,通過適當的壓電片布置實現了柔性板彎曲模態(tài)和扭轉模態(tài)相互獨立的傳感和控制通道.利用特征建模的思想克服了柔性結構難以精確建模的困難,設計了簡單有效、便于工程實現的基于柔性板特征模型的自適應控制律.采用上述研究結果建立了基于計算機的多輸入多輸出柔性板二維振動主動控制實驗系統.實驗結果表明所設計的系統不僅可以很好的控制柔性板單個模態(tài)的振動,對于彎/扭二維耦合振動亦有較好的控制效果