基于模糊PID控制的悬臂梁振动控制研究

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随着航天航空领域的快速发展，智能结构的使用也在逐年增加，尤其在飞行器机翼的设计上，结构朝着轻量化和智能化的方向发展。智能结构由于自身阻尼较小，当受到外界的干扰时，容易产生共振，严重影响飞行的安全。本文针对智能结构的振动问题进行了研究。
　　本文以悬臂梁作为研究模型，以压电材料作为梁的传感器和致动器。首先，建立了悬臂梁的模型，通过有限元建模的方法分析了悬臂梁固有频率和模态振型，依据分析所得的数据，建立研究模型的数学函数。针对悬臂梁振动的规律和特性，分别学习了PID控制和模糊控制的基本理论，在这两种控制方法的基础之上，结合了PID控制器和模糊控制器两者的优点，设计了模糊 PID控制器来抑制悬臂梁的振动。并对此控制方法在 MATLAB软件环境下进行了数值仿真，验证了控制器的可行性。
　　其次，在数值仿真的基础上，搭建了基于 LabVIEW的悬臂梁振动系统控制实验平台，实验平台由功率放大器、信号发生器、激振器、电荷放大器、数据采集卡等硬件设备构成，实现了振动信号数据的采集、传输、转换以及处理等功能，并通过模糊PID控制器抑制悬臂梁的振动。实验结果表明：模糊PID控制器能够有效的抑制悬臂梁的振动，与PID控制器和模糊控制器相比，模糊PID控制器响应速度快，抑制振动效果好。

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作者
赵亮;
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作者单位

兰州理工大学;

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授予单位兰州理工大学;
学科控制工程
授予学位硕士
导师姓名缑新科,王思润;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类机翼;自动控制、自动控制系统;
关键词
飞行器机翼; 悬臂梁; 有限元建模; 模糊PID控制器; 振动控制;

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