人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在壓電主動(dòng)減振系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、風(fēng)洞測(cè)試時(shí),被測(cè)模型通常連接在尾支桿的一端,其另一端固定到支架上,目的是為了減小支架的氣流對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的干擾。氣動(dòng)載荷的作用引起了尾支桿的振動(dòng),這種振動(dòng)影響了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為了抑制尾支桿的振動(dòng),本文采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法,選取壓電陶瓷疊堆作為驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)了主動(dòng)減振系統(tǒng),對(duì)尾支桿結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制進(jìn)行了探索性研究,通過(guò)地面試驗(yàn)和風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)減振系統(tǒng)的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)對(duì)尾支桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化,并根據(jù)尾支桿、模型和

2、天平材料參數(shù),對(duì)尾支桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析,得到了前六階模態(tài)的振型和頻率。
　　(2)選取風(fēng)洞實(shí)際測(cè)試時(shí)的天平信號(hào)進(jìn)行功率密度譜分析,確定尾支桿結(jié)構(gòu)的主要振動(dòng)頻率(一階)、所受載荷范圍及壓電驅(qū)動(dòng)器的布置位置。完成了對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器的受力分析、選型及壓電尾支桿結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)新的壓電尾支桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析,結(jié)果表明壓電驅(qū)動(dòng)器對(duì)原結(jié)構(gòu)影響很小。
　　(3)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)自調(diào)整功能,開(kāi)發(fā)了基于NI PCI

3、e7841R多功能RIO板卡硬件平臺(tái)和LabVIEW FPGA模塊的控制系統(tǒng)軟件程序。以懸臂梁為被控對(duì)象,搭建了懸臂梁振動(dòng)主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用于對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證,通過(guò)對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化提高了系統(tǒng)的抗干擾性。兩種激勵(lì)方式下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明表明優(yōu)化后的算法均能有效抑制懸臂梁振動(dòng),且振幅衰減在75％以上。
　　(4)通過(guò)地面試驗(yàn)和風(fēng)洞試驗(yàn)研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法對(duì)尾支桿結(jié)構(gòu)振動(dòng)抑制的有效性。地面試驗(yàn)表明:在兩組初始控制參數(shù)條件下,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID