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常规风洞模型在吹风试验中受非定常气动力作用易产生剧烈振动。本文结合常规风洞试验模型的结构和动力学特点,以悬臂梁为试验模型,建立了地面仿真试验系统,对其进行振动主动控制研究。
首先,应用定增益PID控制方法分析SISO系统的控制效果和鲁棒性能,并利用MATLAB软件平台进行数值仿真。仿真结果表明,采用固定共振频率的办法可以使系统在较大的频域范围内得到较好的控制效果。其次,为提高控制系统的性能,以定增益PID控制技术为基础,提出变增益PID学习控制方法。试验结果表明:采用该方法设计的重复控制器可以将试验模型的端部振动幅值抑制85﹪以上,其控制效果明显优于定增益PID控制。
为了进一步改善振动控制的效果,应用标准重复控制方法,对SISO系统进行了振动主动控制研究。通过理论分析与数值仿真,确立了两种满足系统收敛性条件的重复控制器设计方法。最后,该类方法在地面仿真试验系统中获得了充分的试验验证。试验结果表明:重复控制算法简单、实用,能够在一定的时间范围内对处于低频共振状态的动力学系统起到很好的振动抑制作用。