振動是自然界普遍存在的一種現(xiàn)象,在風洞試驗中飛行器模型的振動問題嚴重影響風洞試驗的測試精度,限制模型試驗的迎角范圍,有時甚至對風洞運行造成損害。采用高壓壓電陶瓷促動器,可實現(xiàn)風洞試驗模型振動的有效抑制。然而,因振動抑制系統(tǒng)中不可避免地使用濾波器,在模型振動控制中產(chǎn)生時滯,嚴重影響振動控制的效果,有時甚至會導致振動發(fā)散引發(fā)振動控制裝置的失效。同時,風洞試驗工況變化、壓電陶瓷促動器的遲滯等問題,致使風洞模型振動呈現(xiàn)強非線性特征。本文針對上述的風洞模型振動的時滯及非線性問題,開展了基于時滯補償與模糊滑模的風洞模型振動控制試驗研究。(1)從風洞試驗模型抑振器與振動控制算法的研究現(xiàn)狀入手,介紹了由固支端彎刀、支桿、測力天平以及飛行器模型組成的懸臂梁系統(tǒng),分析飛行器模型振動的產(chǎn)生原因及一階自激振動的特點,結合該振動特點給出了懸臂梁振動系統(tǒng)的二階傳遞模型。(2)分析風洞模型振動控制中時滯的產(chǎn)生原因及影響,辨識出定頻率與變頻率信號經(jīng)過控制過程處理后的時滯量。并依據(jù)所辨識出的時滯量的大小設計基于時滯補償?shù)腖QR控制算法,編寫相應的控制程序。搭建了風洞試驗飛行器模型振動抑制地面試驗系統(tǒng)。地面抑振實驗結果表... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 課題的來源
    1.3 尾撐支桿式飛行器模型風洞試驗振動控制技術研究現(xiàn)狀
        1.3.1 尾撐支桿式飛行器模型振動智能抑制器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 尾撐支桿式飛行器模型振動智能控制算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 模糊滑模變結構控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要工作
2 基于壓電促動器的風洞模型振動控制系統(tǒng)
    2.1 風洞飛行器模型天平支桿懸臂梁系統(tǒng)介紹
    2.2 飛行器模型振動原因分析
    2.3 基于高壓壓電陶瓷促動器的模型振動抑制原理分析
    2.4 懸臂梁振動系統(tǒng)的二階傳遞模型
    2.5 本章小結
3 基于時滯補償?shù)娘L洞模型振動抑制方法研究
    3.1 時滯產(chǎn)生的原因及其影響
    3.2 時滯量的辨識
        3.2.1 定頻率信號的時滯辨識
        3.2.2 變頻率信號的時滯辨識
    3.3 時滯補償LQR控制算法
    3.4 穩(wěn)定性分析
    3.5 本章小結
4 基于模糊滑模自適應控制的風洞飛行器模型振動抑制方法
    4.1 滑模變結構控制理論
        4.1.1 滑模變結構控制的定義
        4.1.2 滑模變結構控制的三個基本要素
        4.1.3 滑模變結構控制的系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)
        4.1.4 切換函數(shù)的選擇
    4.2 模糊滑模自適應控制方法
        4.2.1 獲取速度位移信號
        4.2.2 飛行器模型滑模變結構振動控制
        4.2.3 飛行器模型模糊滑模自適應振動控制
    4.3 本章小結
5 風洞模型振動控制實驗研究
    5.1 試驗設備硬件系統(tǒng)介紹
        5.1.1 振動傳感器
        5.1.2 高壓壓電陶瓷促動器及功放電源
        5.1.3 控制器的選擇
    5.2 基于時滯補償?shù)腖QR振動抑制地面試驗
    5.3 基于模糊滑模自適應的振動抑制風洞試驗
        5.3.1 風洞模型錘擊對比試驗
        5.3.2 風洞模型變迎角對比實驗
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]某戰(zhàn)斗機高速全模顫振風洞試驗研究[J]. 郭洪濤,路波,余立,楊興華,羅建國,呂彬彬.  航空學報. 2012(10)
[4]一類輸出時滯系統(tǒng)的振動主動控制方法研究[J]. 邵敏強,陳衛(wèi)東.  振動工程學報. 2012(05)
[5]風洞試驗模型技術新發(fā)展[J]. 戰(zhàn)培國,趙昕.  航空科學技術. 2011(05)
[6]2.4米跨聲速風洞大展弦比飛機測力試驗技術研究[J]. 陳德華,尹陸平,吳文華,李建強,師建元,彭云.  空氣動力學學報. 2009(05)
[7]滑模變結構控制理論及其算法研究與進展[J]. 劉金琨,孫富春.  控制理論與應用. 2007(03)
[8]滑模變結構控制理論進展綜述[J]. 張曉宇,蘇宏業(yè).  化工自動化及儀表. 2006(02)
[9]滑模變結構控制的抖振問題研究[J]. 鄒偉全,姚錫凡.  組合機床與自動化加工技術. 2006(01)
[10]大攻角張線-尾撐組合支撐設備的設計[J]. 楊恩霞.  機械工程師. 2005(07)

碩士論文
[1]支桿式風洞模型主動振動抑制控制方法研究[D]. 劉偉國.大連理工大學 2015
[2]四旋翼無人飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 李華鈞.北京交通大學 2015
[3]支桿式風洞模型主動振動抑制方法與實驗研究[D]. 姜爾東.大連理工大學 2014
[4]基于滑模的剛性機械臂有限時間軌跡跟蹤控制研究[D]. 李小倩.東北大學 2013
[5]基于滑模變結構的永磁同步電機控制的研究[D]. 王泳.合肥工業(yè)大學 2013
[6]智能滑模變結構控制算法的研究與應用[D]. 李杰.沈陽理工大學 2012
[7]基于模糊PID復合控制的振動主動控制研究[D]. 李廣.南京航空航天大學 2008
[8]基于迭代學習控制的振動主動控制技術研究[D]. 宋靜.南京航空航天大學 2006
[9]1.2m風洞大攻角控制系統(tǒng)研制[D]. 閻成.國防科學技術大學 2003



本文編號：2919891