支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)振動(dòng)抑制控制方法研究

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1、犬ｉｌｉｉ－大學(xué)ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ工睡傾士享位文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)振動(dòng)抑制控制方法研究機(jī)械工程Ｔ趕飾誠(chéng)作者姓名劉魏副教授指導(dǎo)教師２０１５年６月５日答辯日期專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)振動(dòng)抑制控制方法研究ＴｈｅＳｔｕｄｏｎＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅＡｃｔｉｖｅＶｉｂｒａｔｉｏｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎｙＳｓｔｅｍｏｆ－ｙＷｉｎｄｔｕｎｎｅｌＭｏｄｅｌｗｉｔｈＳｔ

2、ｉｎｇＳｕｐｐｏｒｔ作者姓名：劉偉國(guó)學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械工程學(xué)號(hào)：３１３０４０３４指導(dǎo)教師：劉嶽副教授完成日期：２０１５年５月大遠(yuǎn)理工大營(yíng)ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請(qǐng)學(xué)位或其他用途使用過(guò)的成果一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)。與我均已在論文中做

3、了明確的說(shuō)明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。“幻？學(xué)位論文題目：履外如嚇如ＩＳｌ小丨《對(duì)作者簽名：日期：年／月／（？日大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要在跨聲速風(fēng)洞試驗(yàn)中，試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ǔａ娪弥U尾撐方式，導(dǎo)致系統(tǒng)整體剛度較低，在進(jìn)行大攻角試驗(yàn)時(shí)，由于氣流脈動(dòng)載荷的作用，模型極其容易產(chǎn)生低頻大幅度振動(dòng)，直接影響風(fēng)洞試驗(yàn)的安全性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在模型支桿系統(tǒng)振動(dòng)抑制方法中，主動(dòng)抑振方法更具研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。本文在分析支桿主動(dòng)振動(dòng)抑制原理的基礎(chǔ)上，選用外套式主動(dòng)抑振器，提出了基于ＰＩＤ控制理論

4、和模糊控制理論的四種控制算法，構(gòu)建了實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，，通過(guò)地面對(duì)比實(shí)驗(yàn)和地面溫降實(shí)驗(yàn)對(duì)支桿式風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭鲃?dòng)振動(dòng)抑制控制方法進(jìn)行研究。（１）首先針對(duì)某型號(hào)風(fēng)洞模型支桿系統(tǒng)，分析支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)抑振原理，明確支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)抑振系統(tǒng)的特性與主動(dòng)控制的難點(diǎn)，根據(jù)特性與難點(diǎn)分析主動(dòng)振動(dòng)抑制控制系統(tǒng)對(duì)控制算法的要求，針對(duì)系統(tǒng)需求提出了基于模糊控制理論和ＰＩＤ控制理論的四種控制算法。（２）結(jié)合國(guó)內(nèi)某型號(hào)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭U系統(tǒng)振動(dòng)特性，基于四種控制算法，本文設(shè)計(jì)了ＰＩＤ控制器、模糊控制器、模糊ＰＩＤ復(fù)合控制器和模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器，通

5、過(guò)數(shù)值仿真對(duì)四種控制器的主動(dòng)振動(dòng)抑制控制性能進(jìn)行理論驗(yàn)證。（３）選取模型定常載荷１００Ｎ和５０Ｎ，釆，探究ＰＩＤ控制、１用激振實(shí)驗(yàn)方法器模糊控制器與模糊ｐｒｏ復(fù)合控制器各自的控制性能，得到模糊ｐｒｏ復(fù)合控制器的控制性能ＤＮ－１（５ＩＤ優(yōu)于ＰＩ控制器和模糊控制器；選?。保阜N模型定常載荷（）０］８Ｎ），探究模糊Ｐ復(fù)合控制器和模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器的控制性能和自適應(yīng)性能，得到剩余振幅比例和調(diào)整時(shí)間兩項(xiàng)控制主要性能指標(biāo)上，模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器均優(yōu)于模糊ＰＩＤ復(fù)合控制器的一，致８．３５％，調(diào)結(jié)論與數(shù)值仿真結(jié)果。模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器剩

6、佘振幅比例最小達(dá)到整時(shí)間最小達(dá)到０．３ｓ。°°－（４）利用低溫環(huán)境箱搭建主動(dòng)抑振器地面溫１５至３０溫度范圍降實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在內(nèi)，采用階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法和錘擊實(shí)驗(yàn)方法，研究模型支桿系統(tǒng)和主動(dòng)抑振器的溫降特性：，同時(shí)驗(yàn)證模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器溫降時(shí)的控制性能和自適應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著環(huán)境溫度下降，模型支桿系統(tǒng)阻尼比和固有頻率逐漸增大，主動(dòng)抑振器階躍響應(yīng)逐漸減?。煌瑫r(shí)，環(huán)境溫度下降時(shí)，在模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器的控制下，主動(dòng)抑振器工作時(shí)的系統(tǒng)阻尼比隨溫度降低波動(dòng)范圍較小，說(shuō)明模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器在環(huán)境溫度大幅度降低時(shí)仍能夠保持較好的控制性

7、能，具有良好的自適應(yīng)性能。關(guān)鍵詞：主動(dòng)振動(dòng)抑制；模糊控制；ＰＩＤ控制；外套式抑振器；風(fēng)洞溫降試驗(yàn)－－Ｉ支桿式風(fēng)洞模型主動(dòng)振動(dòng)抑制控制方法研究ＴｈｅＳｔｕｄｏｎＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅＡｃｔｉｖｅＶｉｂｒａｔｉｏｎＲｅｄｕｃｔｉｏｎＳｓｔｅｍｙｙ－ｏｆＷｉｎｄｔｕｎｎｅｌＭｏｄｅｌｗｉｔｈＳｔｉｎｇＳｕｏｒｔｐｐＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｒａｎｓｏｎｉｃｗｎｄｎｎｅｔｅｓｔｓａｓｔｒｕｔｗｈｃｉｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｎｔｈｅｔａｉｌｏｆａｍｏｄｅｌｉｓｕｓｕａｌ

8、ｌｉｔｕｌｉｈ，ｙｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｓ