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智能柔性结构振动形态感知与自适应控制研究
  • 项目名称:智能柔性结构振动形态感知与自适应控制研究
  • 项目类别:重大研究计划
  • 批准号:90405013
  • 申请代码:F030114
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2005-01-01-2007-12-31
  • 项目负责人:朱晓锦
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:上海大学
  • 批准年度:2004
中文摘要:

本申请项目针对主动减振智能结构研究,以航天柔性结构如太阳能帆板为应用目标,综合采用压电和形状记忆材料构成柔性智能结构,以获得更好的主动减振效果;研究一种新型振动形态信息感知与处理技术,实现结构振动形态监测与基于SMA的自适应耗能控制;研究和发展多输入/多输出控制、并具有实时辨识和控制能力的自适应前馈控制方法,实现柔性结构振动响应主动抵消;引入IIR滤波器形式的控制器设计,以解决滤波-XLMS算法对参考信号的实际选择问题;建立模拟实验平台,使理论研究和实验验证相结合,并从应用角度寻求工程实现方法。大型柔性航天结构的振动控制问题,历来是航空航天技术发展中的一个重要领域和难点课题,基于智能材料结构技术对其实现是当前研究热点,并可扩展到众多应用领域;在控制方法上采用自适应控制方式,是具有先进性与潜在技术优势的一个重要发展方向,为早日获得这一研究领域的技术突破,进行深入的理论研究和实验分析很有必要。

结论摘要:

本项目以航天柔性结构如太阳能帆板振动主动监控为研究目的,进行智能柔性结构振动形态感知与自适应控制技术与方法研究,通过设计综合采用光纤光栅、压电元件和形状记忆驱动材料的主动减振柔板智能结构,探索基于分布式光纤光栅传感网络的结构面形动态检测方法与振动形态重建可视化技术,以及结构振动响应自适应前馈控制策略与相应控制器设计方法,并通过构建试验环境和测控系统进行方法分析和试验验证。研究工作所取得的主要成果包括①探索与发展了一种新型智能柔板振动形态感知重构与现场可视化方法技术;②研究与提出一种基于自主感知结构振动形态的SMA致动控制策略与高效控制方法;③基于压电柔性结构振动自适应前馈控制,研究了多输入多输出方式自适应滤波前馈控制方式及其控制器设计方法;④设计了综合采用多种机敏材料的模拟太空智能柔板试验模型结构,开发与构建了完整的基础实验环境与平台;⑤针对所研究探索的技术方法进行了具体试验分析与验证,获得相关试验结果与结论。本项目研究以及取得的主要成果,丰富了航天柔性结构振动主动监控的相关方法与技术,体现了学科交叉集成思想与技术方法创新意识,并为航天器结构控制领域相关核心技术发展提供了研究基础。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 15
  • 8
  • 0
  • 0
  • 0
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