基于模糊PID复合控制的振动主动控制研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文基于模糊PID复合控制的振动主动控制研究姓名：李广中请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：陈卫东20080101南京航空航天大学硕丄•学位论文摘要跨声速风洞测力模型通常采取尾部支撑方式，在吹风试验中，受非定常气动力作用易产生剧烈的低频振动，严重影响风洞测力试验的止常进行。木文结合这类风洞试验模型系统的结构和动力学特点，以悬臂结构为试验模型，建立了地面仿真试验系统，对其进行振动主动控制研究9提出了PID控制、模糊控制和模糊PID复合控制策略的振动主动控制设计与实现方法，具体给出了基于PID控制和模糊控制的模糊PID复合控制

2、算法,采用MATLAB仿真平台对上述算法控制性能进行了数值仿真，并进行了性能比较；构建了基于BORLANDC++软件开发平台的振动主动控制试验系统，研究实现了相关控制算法，并对PID控制、模糊控制和模糊PID复合控制算法进行了试验研究与性能评佔。试验结果表明；所捉出的模糊PID复合控制算法结构简单，实用，能够在较短的时间内对处于低频共振状态的悬臂动力学系统进行高效的主动减振，验证了这类振动主动控制方法的有效性与可行性，为其成功应用于风洞测力系统的低频振动抑制奠定了良好的基础。关键词；振动主动控制，模糊控制，模糊PID复合控制，风洞测力模型，悬臂结构基于模糊

3、PID复合控制的振动主动控制研究ABSTRACTThisthesisfocusesonthedevelopmentofactivevibrationcontrol(AVC)approachesforsuppressingdangerouslow-frequencyresonantvibrationofthewindtunnelaerodynamicmodelsystemathighanglesofattack.Theprinciplesofseveralcontrolschemeshavebeenexploitedtominimizelow-frequen

4、cyresonantresponsesofthesimulationtestingsystemintheformofthecantileverstructure.Thissystemiscapableofofferingthedynamiccharacteristicsidenticalwithpracticalone.TocanceltheeffectoftheresonantexcitationforreducedvibrationresponsesintheAVCsystem,thePIDcontrolalgrorithmandthefuzzyalg

5、orithmisstudiedrespectively,andacombinedfuzzy-PIDcontrolstrategyisproposedbasedonthePIDcontrolandthefuzzycontrol.ThedescribedcontrolalgorithmsarestudiedbysimulationdesignunderthesoftwareofMATLABandexperimentalresearchtominimizethestructuralvibrationcorrespondingly.Thesimulationala

6、ndexperimentalresultshavedemonstratedtheeffectivenessandfeasibilityofthepresentedfuzzy-PIDcontrolalgorithmanditcanenhancetheperformanceofvibrationcontrolforthecantileverstructureaswellasprotectingtheactuator.TheseimpressiveresultspavethewayfortheirpotentialapplicationsintheAVCsyst

7、emforpracticalwindtunnelaerodynamicmodels.KeyWords:Activevibrationcontrol;fuzzycontrol;combinedfuzzy-PIDcontrol;windtunnelmodel;cantileverstructure;••图、表清单图2.1模糊控制系统组成图14图2.2模糊控制原理框图15图2.3模糊PID复合控制器结构图19图2.4参数模糊校正PID控制系统典型结构19图2.5模糊PID控制器结构图20图3.1悬臂梁试验模型传递函数测量图21图3.2系统幅频.、相频曲线图22图

8、3.3PID闭环控制系统方框图23图3.4PID控制仿真模型24图