大型柔性板狀結構廣泛應用于航空航天領域,這種結構特性極易引起低頻振動,針對這一問題以柔性鉸接板為研究對象,探究了柔性鉸接板在受外部激勵作用下彎曲模態(tài)的振動特性.為此搭建了一套用于測控柔性鉸接板振動特性的實驗平臺,采用了立體視覺和壓電陶瓷傳感器分別檢測柔性鉸接板的振動信息,以此信息作反饋,采用了變遺忘因子的迭代學習控制方法對柔性鉸接板的振動進行主動控制,同時以PD控制的實驗效果作為對比.實驗結果表明,不論是大幅值的快速衰減還是小幅值的殘余振動抑制,迭代學習控制效果都優(yōu)于PD控制. 

【文章來源】：空間控制技術與應用. 2020,46(05)北大核心CSCD

【文章頁數】：10 頁

【部分圖文】：

實驗系統及柔性鉸接板示意圖

其中，分別為狀態(tài)向量、輸出向量、輸入向量，n,m,r表示維數，A,B,C為相應維數的矩陣且CB是非奇異矩陣．圖2所示為典型的迭代學習控制原理圖，其中xk,yk,uk分別為系統第k次運行時系統的狀態(tài)量、輸出量和輸入量，yd(t)是系統的期望輸出，輸出誤差ek(t)=yd(t)-yk(t)．此外，圖2中的學習律是對控制量uk而言的，一般地，迭代學習的控制量都可用遞推的形式來表示

如圖3所示為本實驗的實體裝置圖．本實驗將重點研究柔性鉸接板的一階彎曲模態(tài)，為有效抑制振動，選用型號為GTS-400-PV-PCI的固高運動控制卡輸出控制信號，經壓電放大器后輸出到壓電驅動器．壓電傳感器檢測的信號經放大、A/D轉換、采樣等操作后，換算得到實際可檢測的最小應變單位為0.1 mm，壓電陶瓷傳感器檢測的振動電壓型號，折算到柔性鉸接板末端振動的實際橫向位移范圍為(-10 mm,10 mm);相機圖像傳感器的分辨率為1920 Pixel×1200 Pixel，視覺方式檢測的信號經圖像處理、立體匹配等處理后，換算得到實際可檢測的位移變化量單位為0.1mm，視覺方式檢測的柔性鉸接板末端振動實際橫向位移范圍在(-10 mm,10 mm)，且相機所采集的信號僅作參考對比．所設計控制器輸出的電壓值范圍在(-5 V,5 V)，經電壓放大器(芯片型號PA240CX)放大52倍后至(-260 V,260 V).軟件方面，在VS編程環(huán)境里使用C++語言編寫控制算法及界面．考慮到視覺檢測處理時間的需要，實驗時，采樣周期設定為50 Hz．進行柔性鉸接板一階彎曲模態(tài)的自由振動測試，并分別采用PD控制和迭代學習控制算法進行主動控制并探究其控制效果．

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一類非線性系統在任意初值下的開環(huán)D型迭代學習控制[J]. 孫瑜,李志安.  系統仿真學報. 2008(24)
[2]壓電雙晶片執(zhí)行器驅動位移模型研究[J]. 李東明,孫寶元,董維杰,張化嵐.  中國機械工程. 2003(17)
[3]電液位置伺服系統的迭代學習控制[J]. 曹樹平,熊昌侖,鄒占江,易孟林.  機械科學與技術. 1998(03)
[4]航天柔性結構振動控制的若干新進展[J]. 黃文虎,王心清,張景繪,鄭鋼鐵.  力學進展. 1997(01)



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