支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)振動(dòng)抑制控制方法研究.pdf

1、在跨聲速風(fēng)洞試驗(yàn)中，試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ǔ２捎弥U尾撐方式，導(dǎo)致系統(tǒng)整體剛度較低，在進(jìn)行大攻角試驗(yàn)時(shí)，由于氣流脈動(dòng)載荷的作用，模型極其容易產(chǎn)生低頻大幅度振動(dòng)，直接影響風(fēng)洞試驗(yàn)的安全性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在模型支桿系統(tǒng)振動(dòng)抑制方法中，主動(dòng)抑振方法更具研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。本文在分析支桿主動(dòng)振動(dòng)抑制原理的基礎(chǔ)上，選用外套式主動(dòng)抑振器，提出了基于PID控制理論和模糊控制理論的四種控制算法，構(gòu)建了實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，通過地面對(duì)比實(shí)驗(yàn)和地面溫降實(shí)驗(yàn)，對(duì)支桿式風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)?/p>

2、型主動(dòng)振動(dòng)抑制控制方法進(jìn)行研究。
　　(1)首先針對(duì)某型號(hào)風(fēng)洞模型支桿系統(tǒng)，分析支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)抑振原理，明確支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)抑振系統(tǒng)的特性與主動(dòng)控制的難點(diǎn)，根據(jù)特性與難點(diǎn)分析主動(dòng)振動(dòng)抑制控制系統(tǒng)對(duì)控制算法的要求，針對(duì)系統(tǒng)需求提出了基于模糊控制理論和PID控制理論的四種控制算法。
　　(2)結(jié)合國(guó)內(nèi)某型號(hào)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭U系統(tǒng)振動(dòng)特性，基于四種控制算法，本文設(shè)計(jì)了PID控制器、模糊控制器、模糊PID復(fù)合控制器和模糊自適應(yīng)P

3、ID控制器，通過數(shù)值仿真對(duì)四種控制器的主動(dòng)振動(dòng)抑制控制性能進(jìn)行理論驗(yàn)證。
　　(3)選取模型定常載荷100N和150N，采用激振實(shí)驗(yàn)方法，探究PID控制器、模糊控制器與模糊PID復(fù)合控制器各自的控制性能，得到模糊PID復(fù)合控制器的控制性能優(yōu)于PID控制器和模糊控制器;選取18種模型定常載荷(100N-185N)，探究模糊PID復(fù)合控制器和模糊自適應(yīng)PID控制器的控制性能和自適應(yīng)性能，得到剩余振幅比例和調(diào)整時(shí)間兩項(xiàng)控制主要性能指標(biāo)上

4、，模糊自適應(yīng)PID控制器均優(yōu)于模糊PID復(fù)合控制器的結(jié)論，與數(shù)值仿真結(jié)果一致。模糊自適應(yīng)PID控制器剩余振幅比例最小達(dá)到8.35％，調(diào)整時(shí)間最小達(dá)到0.3s。
　　(4)利用低溫環(huán)境箱搭建主動(dòng)抑振器地面溫降實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在15°至-30°溫度范圍內(nèi)，采用階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法和錘擊實(shí)驗(yàn)方法，研究模型支桿系統(tǒng)和主動(dòng)抑振器的溫降特性，同時(shí)驗(yàn)證模糊自適應(yīng)PID控制器溫降時(shí)的控制性能和自適應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著環(huán)境溫度下降，模型支桿系統(tǒng)阻尼比和