支桿式風(fēng)洞模型主動振動抑制控制方法研究

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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)洞模型主動振動抑制控制方法研究機械工程Ｔ趕飾誠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)洞模型主動振動抑制控制方法研究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學(xué)科、專業(yè)：機械工程學(xué)號：３１３０４０３４指導(dǎo)教師：劉嶽副教授完成日期：２０１５年５月大遠理工大營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨創(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人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果一同工作的同志對本研究所做的貢獻。與我均已在論文中做

3、了明確的說明并表示了謝意。若有不實之處，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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)洞試驗中，試驗?zāi)Ｐ屯ǔａ娪弥U尾撐方式，導(dǎo)致系統(tǒng)整體剛度較低，在進行大攻角試驗時，由于氣流脈動載荷的作用，模型極其容易產(chǎn)生低頻大幅度振動，直接影響風(fēng)洞試驗的安全性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在模型支桿系統(tǒng)振動抑制方法中，主動抑振方法更具研究價值和應(yīng)用前景。本文在分析支桿主動振動抑制原理的基礎(chǔ)上，選用外套式主動抑振器，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時控制系統(tǒng)，，通過地面對比實驗和地面溫降實驗對支桿式風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ椭鲃诱駝右种疲崳娍刂品椒ㄟM行研究。（１）首先針對某型號風(fēng)洞模型支桿系統(tǒng)，分析支桿式風(fēng)洞模型主動抑振原理，明確支桿式風(fēng)洞模型主動抑振系統(tǒng)的特性與主動控制的難點，根據(jù)特性與難點分析主動振動抑制控制系統(tǒng)對控制算法的要求，針對系統(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)合國內(nèi)某型號風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ椭U系統(tǒng)振動特性，基于四種控制算法，本文設(shè)計了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、過數(shù)值仿真對四種控制器的主動振動抑制控制性能進行理論驗證。（３）選取模型定常載荷１００Ｎ和５０Ｎ，釆，探究ＰＩＤ控制、１用激振實驗方法器模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；選取１８種模型定常載荷（）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)整時間兩項控制主要性能指標(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、佘振幅比例最小達到整時間最小達到０．３ｓ。°°－（４）利用低溫環(huán)境箱搭建主動抑振器地面溫１５至３０溫度范圍降實驗平臺，在內(nèi)，采用階躍響應(yīng)實驗方法和錘擊實驗方法，研究模型支桿系統(tǒng)和主動抑振器的溫降特性：，同時驗證模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器溫降時的控制性能和自適應(yīng)性能。實驗結(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，主動抑振器階躍響應(yīng)逐漸減小；同時，環(huán)境溫度下降時，在模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器的控制下，主動抑振器工作時的系統(tǒng)阻尼比隨溫度降低波動范圍較小，說明模糊自適應(yīng)ＰＩＤ控制器在環(huán)境溫度大幅度降低時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：主動振動抑制；模糊控制；ＰＩＤ控制；外套式抑振器；風(fēng)洞溫降試驗－－Ｉ支桿式風(fēng)洞模型主動振動抑制控制方法研究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