復(fù)合材料板變形分布式光纖感知與控制方法研究.pdf

1、光纖光柵傳感器具有體積小、抗電磁干擾、靈敏度高、易于構(gòu)建分布式傳感網(wǎng)絡(luò)并適合與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)集成等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，非常應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域?，F(xiàn)代飛行器向著多功能、高機(jī)動(dòng)、高可靠等方向發(fā)展，具有自診斷、自修復(fù)、自適應(yīng)功能的智能化變體飛行器備受重視。因此，本文提出研究基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的類似于機(jī)翼柔性后緣的復(fù)合材料層合板彎曲變形分布式光纖感知與控制方法，主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，深入研究了預(yù)埋光纖光柵傳感器的復(fù)合材料層合板制備方

2、法，如烘箱固化與熱壓罐固化工藝、光纖傳感器鋪設(shè)與引出方式等。為考察固化工藝對(duì)于光纖光柵傳感器感知性能的影響，研究了復(fù)合材料層合板不同固化階段光纖光柵傳感器反射光譜與中心波長(zhǎng)偏移量變化特征，為后繼固化工藝優(yōu)化和傳感器性能評(píng)估提供有益參考。
　　其次，構(gòu)建了基于光纖光柵傳感器的單邊固支環(huán)氧樹脂板與碳纖維復(fù)合材料層合板彎曲變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。借助試驗(yàn)標(biāo)定方法，得到典型加載條件下板結(jié)構(gòu)彎曲變形與光纖光柵傳感陣列中心波長(zhǎng)偏移量之間映射關(guān)系，從而為

3、板結(jié)構(gòu)變形快速辨識(shí)提供依據(jù)。
　　再次，針對(duì)機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形控制需求，在傳統(tǒng)PID算法基礎(chǔ)上，分別給出了基于Hebb單神經(jīng)元、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制下的PID算法。數(shù)值仿真表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法在變形控制的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間等性能方面均有較大改善。
　　最后，構(gòu)建了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的復(fù)合材料層合板變形分布式光纖監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，編寫了基于Labview的復(fù)合材料層合板彎曲變形感知與控制軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)板結(jié)構(gòu)彎