基于子空間方法的壓電智能結(jié)構(gòu)振動主動控制技術(shù)研究.pdf

1、壓電智能結(jié)構(gòu)是將壓電材料埋入到結(jié)構(gòu)材料中,使結(jié)構(gòu)具有承載、傳感和驅(qū)動功能.壓電智能結(jié)構(gòu)振動主動控制技術(shù)是智能材料結(jié)構(gòu)研究的重要內(nèi)容,在航空航天領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景.子空間辨識方法是近年來新出現(xiàn)的時域方法中很具有代表性的一種新算法,在一定程度上克服了傳統(tǒng)方法在智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)建模中存在計算量大、運(yùn)算速度慢和建模精度不高的缺陷;更重要的是它在未獲得系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型前,即可估計出直接用于控制器設(shè)計的Kalman濾波器狀態(tài).MATLAB中xPC

2、Target工具箱的開發(fā)擴(kuò)展了MATLAB對硬件的操作功能,使得可以在單一MATLAB環(huán)境下進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集和控制.本文以一表面粘貼有壓電傳感器和執(zhí)行器的復(fù)合材料薄殼結(jié)構(gòu)為研究對象,運(yùn)用子空間方法和基于MATLAB/xPCTarget硬件平臺構(gòu)建的實驗系統(tǒng)對其進(jìn)行了研究.主要研究內(nèi)容如下:一、運(yùn)用子空間辨識方法和基于MATLAB/xPCTarget硬件平臺構(gòu)建的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對表面粘貼有壓電傳感器和執(zhí)行器的復(fù)合材料薄殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了辨識實

3、驗研究,建立了結(jié)構(gòu)狀態(tài)空間模型,并與傳統(tǒng)方法進(jìn)行了比較.二、從子空間辨識方法角度出發(fā),推導(dǎo)了子空間預(yù)測器,并基于子空間預(yù)測器對線性二次型高斯最優(yōu)控制器重新進(jìn)行了設(shè)計,編寫C語言程序?qū)崿F(xiàn)了控制器.三、借助MATLAB/Simulink平臺,運(yùn)用基于子空間方法建立的模型和設(shè)計的LQG控制器對控制系統(tǒng)進(jìn)行了離線和在線數(shù)字仿真分析;將復(fù)合材料薄殼結(jié)構(gòu)實物接入控制回路,基于MATLAB/xPCTarget硬件平臺構(gòu)建的實驗系統(tǒng)對其進(jìn)行了控制實驗研