【摘要】：針對(duì)擾動(dòng)頻率未知或隨機(jī)變化的情況下的壓電智能結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制,提出并開(kāi)發(fā)了一種雙重積分模型抗擾控制算法并將其用于壓電層合梁的振動(dòng)控制。首先建立了雙重積分狀態(tài)空間模型并將外力擾動(dòng)、系統(tǒng)非線性部分、建模誤差等物理擾動(dòng)和部分系統(tǒng)狀態(tài)變量歸納于廣義擾動(dòng)。其次借助于雙重積分模型的特殊結(jié)構(gòu),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行解耦并應(yīng)用極點(diǎn)配置法設(shè)計(jì)了具有快速收斂速度的PI觀測(cè)器和抗擾控制器。該P(yáng)I觀測(cè)器能夠快速準(zhǔn)確地觀測(cè)廣義擾動(dòng)和系統(tǒng)狀態(tài)變量并通過(guò)抗擾控制器將其反饋至系統(tǒng)以控制振動(dòng)。最后通過(guò)對(duì)具有并列壓電致動(dòng)器和傳感器的智能懸臂梁的振動(dòng)控制仿真驗(yàn)證了這種雙重積分模型的抗擾控制算法,并與使用GPI觀測(cè)器的抗擾控制算法的控制效果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:該雙重積分模型抗擾控制算法能夠有效地控制由頻率未知或者隨機(jī)變化的擾動(dòng)引起的振動(dòng),且其振動(dòng)控制性能優(yōu)于使用GPI觀測(cè)器的抗擾控制算法。
[Abstract]:For the vibration control of piezoelectric intelligent structures with unknown disturbance frequency or random variation, a dual integral model disturbance rejection control algorithm is proposed and developed and applied to the vibration control of piezoelectric laminated beams. Firstly, the dual integral state space model is established and the physical disturbances such as external force disturbance, nonlinear part of the system, modeling error and partial state variables of the system are summed up into generalized perturbations. Secondly, with the help of the special structure of the dual integral model, the system is decoupled and the PI observer and disturbance rejection controller with fast convergence rate are designed by pole assignment method. The PI observer can quickly and accurately observe generalized disturbance and system state variables and feedback them to the system through disturbance rejection controller to control vibration. Finally, the simulation of vibration control of intelligent cantilever beam with parallel piezoelectric actuators and sensors verifies the disturbance rejection control algorithm of the dual integral model, and compares the control effect with the disturbance rejection control algorithm using GPI observer. The results show that the dual integral model disturbance rejection control algorithm can effectively control the vibration caused by disturbance with unknown frequency or random variation, and its vibration control performance is better than that of the disturbance rejection control algorithm using GPI observer.
【作者單位】： 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院;南京航空航天大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51505380、51475373、51375390) 南京航空航天大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(MCMS-0517G01)資助
【分類號(hào)】：TB53

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本文編號(hào)：2313603