基于DSP的压电悬臂梁振动控制系统研究

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随着航空航天工业的高速发展，大型柔性结构的使用日益增多，对于大型柔性结构的低频振动，传统的振动被动控制无法取得理想的控制效果，而振动主动控制具有响应速度快、自适应能力强、控制精度高等诸多优点，成为目前振动控制领域的研究热点，压电智能材料与振动主动控制的结合，使结构的振动主动控制更具优越性。
　　目前对压电智能结构振动主动控制的研究，大多数是以理论和仿真研究为主，具有实际应用价值的硬件实验研究较少，本文以悬臂梁为模型，采用压电聚合物(PVDF)薄膜作为传感器和作动器，以TI公司TMS320F28335DSP作为控制核心器件，对结构振动主动控制进行实验研究。
　　本文首先介绍压电智能结构在振动控制中的应用，总结当前压电智能结构振动主动控制的研究方向和主要控制方法；分析压电材料和悬臂梁的基本特性，得到悬臂梁的振型函数以及传感/作动方程；分析最小均方(LMS)自适应滤波前馈抵消控制的原理，并进一步研究LMS算法的改进形式归一化最小均方(NLMS)滤波算法，得到基于NLMS算法自适应滤波前馈抵消控制的算法流程；对悬臂梁进行模态分析，并对其前两阶模态的振动控制进行MATLAB仿真，最后以TMS320F28335DSP为核心搭建压电悬臂梁振动控制实验系统的硬件平台，完成软件程序的编写与系统硬件调试，实现对悬臂梁振动的两点输入两点输出分布式控制实验，通过实验结果分析，验证本系统的可行性。

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作者
管佩刚;
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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;
学科控制理论与控制工程
授予学位硕士
导师姓名缑新科;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类航空器结构力学;航天器结构力学;自动控制、自动控制系统;
关键词
压电智能结构; 振动主动控制; 悬臂梁; 数字信号处理; 自适应滤波;

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