基于模糊逻辑的大型挠性空间桁架振动控制研究

发布时间：2023-03-04 02:44

　　随着航天事业的发展,大型挠性桁架在航天结构中应用得越来越多。由于自身低刚度、弱阻尼的特点,这些桁架在太空工作时,一旦受到干扰就容易激起低频、大幅度、长时间的振动,如不对其加以控制,将会干扰航天器的正常工作,甚至导致灾难发生。因此,空间桁架的振动控制问题是一个重要的研究课题。但由于自身结构复杂,使得空间桁架呈现出非线性、时变性等特点,难以对其进行精确的建模,这也使得依赖精确模型的传统控制方法面临挑战。模糊控制方法是基于规则的控制,对模型依赖性不强,具有较强的鲁棒性,适用于对大型空间桁架的振动控制。本文在这个背景下,开展了大型挠性空间桁架结构动力学研究,提出了两种主动模糊振动控制方法,并进行了数值仿真。主要工作包括: 1.以桅杆式空间桁架结构为研究对象,建立了两个简化模型。综合运用线性和非线性有限元方法,分别对其进行了有限元动力学建模,并进行了动力学分析。 2.在对压电作动器和传感器建模的基础上建立了整体空间智能桁架动力学作动方程和传感方程。基于作动效率提出了压电作动器位置优化准则;基于模态位移提取精度提出了传感器位置优化准则。基于提出的优化准则,应用自编的遗传算法程序优化了压电作动器、传...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究情况综述
        1.2.1 大型挠性空间桁架振动控制研究
        1.2.2 模糊控制理论研究
        1.2.3 挠性结构主动模糊振动控制研究
    1.3 本文主要工作
第二章 大型挠性空间桁架动力学特性分析
    2.1 引言
    2.2 研究模型
    2.3 空间桁架动力学有限元建模
        2.3.1 单元有限元模型
        2.3.2 大变形非线性有限元
        2.3.3 空间桁架动力学有限元模型
    2.4 仿真
        2.4.1 桅杆式普通桁架+顶端质量块模型动力学仿真
        2.4.2 桅杆式拉索桁架+顶端质量块模型动力学仿真
    2.5 小结
第三章 空间压电智能桁架动力学问题研究
    3.1 引言
    3.2 作动器/传感器有限元建模
        3.2.1 作动器建模
        3.2.2 传感器建模
        3.2.3 空间智能桁架作动/传感方程
    3.3 作动器/传感器位置优化
        3.3.1 空间智能桁架独立模态空间模型
        3.3.2 优化准则
        3.3.3 遗传算法
    3.4 仿真
        3.4.1 仿真对象
        3.4.2 作动器位置优化仿真
        3.4.3 传感器位置优化仿真
        3.4.4 空间智能桁架动力学仿真
    3.5 小结
第四章 基于查询表模糊控制器的空间智能桁架局部振动控制研究
    4.1 引言
    4.2 模糊振动控制系统设计
        4.2.1 控制策略
        4.2.2 模糊控制器输入变量选择
        4.2.3 标准二维模糊控制器设计
        4.2.4 空间智能桁架主动模糊振动控制系统
    4.3 仿真
        4.3.1 仿真模型
        4.3.2 仿真结果
    4.4 小结
第五章 基于自适应模糊控制器的空间智能桁架独立模态空间振动控制研究
    5.1 引言
    5.2 自适应模糊控制器的设计
        5.2.1 传统模糊控制算法改进
        5.2.2 传统自适应模糊控制
        5.2.3 自适应模糊控制器的改进
    5.3 基于自适应模糊控制器的空间智能桁架独立模态空间振动控制
        5.3.1 空间智能桁架独立模态空间控制
        5.3.2 基于自适应模糊控制器的空间智能桁架独立模态空间振动控制系统设计
    5.4 仿真
        5.4.1 普通模糊控制器、传统自适应模糊控制器、改进的自适应模糊控制器性能对比仿真
        5.4.2 基于改进的自适应模糊控制器的空间智能桁架振动控制仿真
    5.5 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附：攻读硕士期间发表论文情况统计



本文编号：3753577