文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
基于神经网络的悬臂梁振动主动控制研究
姓名:王玉辉
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:郑世杰
20050101
摘要轻质挠性结构的振动往往幅度大、持续时间长,影响仪器的精度和结构的寿命。因此泼类结构的振动主动控制技术近年来成为国内外振动工程领域广泛关注的一个问题。本文主要研究复合材料悬臂梁的神经网络辨识与振动主动控制。本文的主要工作有:制备了表面粘贴有压电传感器和驱动器的复合材料悬臂梁,并进行了实验模态分析:搭建了基于/恼穸馐韵低常⒂于对悬臂粱进行了白噪声激励,采集了其动态晌应;用编写了一个神经数据采集板的数据采集和输出。系统的神经网络模型,神经网络控制器和数据采集和输出共同组成了基于神经网络的实时振动主动控制系统。应用这个系统关键词:振动控制,神经网络,主动控制,悬臂梁,辨识,实时控制目的是将神经网络控制方法应用于悬臂梁的振动主动控制,并且要构建环境下的基于神经网络的实时的振动主动控制系统。网络类,,一方面证明了所建神经网络控制器对悬臂梁振动控制的有效性,另一方面也证明了搭建的整个振动主动控制系统的实用性。本课题的研究得到国家自然科学基金重点项目,江苏省自然科学基金淖手南京肮空航天大学硕士学位论文
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作者签名:三圣垃承诺书工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许论文被以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。期:垃。芏:三糹日
第一章绪论研究背景工程结构受到激励后会产生振动和噪声,噪声和振动控制是提高产品的经济竞争力和技术性能的必然要求。设计在复杂条件下工作的设备,振动控制是如大型空间站、太阳能电池阵列,卫星天线,高精度光学系统及其支撑结构,空间仪器等需要长时间运行,而且要求保证高的运行精度。而在太空环境中外仪器的指向精度,以及空间机械手的定位精度等,而且还将使结构产生疲劳破坏,影响结构的使用寿命。例如,年美国发射的陆地卫星一鄄庖切部分,由于受到太阳能帆板驱动系统的干扰而振动,大大降低了传送图像的质内而言,随着卫星的大型化,振动问题也日益突出,如东方红三号通讯卫星,因为太阳能帆板的振动也产生过严重的问题。美国正在研究在泊挂淼压电振动主动控制来增加飞行的稳定性,提高飞机的气动弹性。有时甚至要求在结构突然发生损伤时继续保持正常运作一段时间,因此振动控制研究具有重力学工程原理来适当的改变结构元件的质量刚性和阻尼特性来实现。播及响应环节采取防护措施。即从消除震源肷、隔离震源与受考虑的重点问题之一。随着航空航天技术的飞速发展,飞机、火箭、卫星等工作环境更加复杂和恶劣。这对空间结构的性能提出了更高的要求,它们一方面越来越朝着模块化,低质量,高强度的方向发展。另一方面大量的空间结构,阻很小,一旦受到外界激励的作用缤饪占涞挠钪娣沙荆约霸墒撞击庑┒冀ú蠓鹊恼穸一岢中铣な奔洹U獠唤龌嶂苯佑跋旌天结构的运行精度,如持续的振动将妨碍太阳能帆板面对准太阳、天线和光学量:又如美国的“探索者盼佬恰保捎谔煜叩恼穸贾挛佬堑姆!>凸要的理论意义和工程实用价值。振动控制就是应用力学原理减少结构的有害振动效应。,工程上可采用不同的办法,从振动的产生传到影响机构及环境之间的传递和联系、以及减少结构的动力响应三方面采取措施。另一方面按照控制中是否消耗能量,振动控制大体可以分为三种:
国内外研究现状法对于抑制高频振动有一定的效果,同时还具有易于实现和结构简单等优点,加设备的发射成本。为了克服被动振动方法的缺点,早在年代就有人提出了振动主动控制的概念并进行了探索。主动振动控制⋯是指从外部输入能量,主动施加反作用力抑制系统的振动。这种方法能够根据外界环境变化实时调整控制信号,具有一定的自适应能力,但受到当时技术水平的限制,研究进展缓慢。及透气性等多种功能,从而使结构材料本身具有自诊断、自适应、自学习、自在微机械电子系统控制下准确地动作,以改变结构的振动状态。这样就出现了目前所用的驱动元件主要有压电材料,形状记忆合金,磁/电流变液器件,压电材料应用于主动振动控制的优点在于: