PVDF压电薄膜振动传感器及其信号处理系统

建立了测量振动的ＰＶＤＦ压电薄膜敏感元件的等效模型与传感方程，介绍了测量信号处理系统的结构、功能和用于机敏柔性梁上的实验结果，并给出了与加速度传感器测量结果的比较。     

柔性梁振动主动控制的压电控制技术研究

采用压电陶瓷片作为传感器和地器对柔性梁振动传感和控制。分析了振动感和能量消耗控制方法的原理,并根据实际情况对传感信号进行了必要的处理以保证控制的稳定性和有效性,从实验结果来看,达到了比较明显的减振效果,为今后深入研究太空机敏柔性结构的振动主动控制奠定了良好的基础。     

结构振动控制中压电阻尼技术研究：（三）机敏约束层阻尼技术

给出了机敏约束阻尼概念，阐述了机敏约束层阻尼系统特征，分析了结构设计和系统建模方法。以典型梁系统为例，比较了被动约束阻尼技术和机敏约束层阻尼技术减振效果。结果表明；机敏约束层阻尼控制技术是一种更为有效的振动控制方法。最后，提出了今后重点研究问题。     

柔性智能结构实验建模方法

给出了系统辨识的常用模型,介绍了柔性智能结构实验建模方法及实验系统结构。以柔性梁为例,讨论了传感器和驱动器放置,建立了柔性梁的系统模型,实验结果验证了所述方法的有效性。     

基于极点配置的柔性智能结构主动振动控制

对采用压电元件作为传感器和驱动器，基于极点配置法的柔性智能结构主动振动控制进行了实验研究，介绍了控制系统构成，实验结果验证了文章所述方法的有效性。     

一种基于能量观点的机敏柔性梁振动主动控制方法

针对柔尾梁振动能量的分布，从提高传感与执行效率的观点出发，提出了一种简明而直观的传感器和执行器位置选择方法以实现柔性梁的振动主动控制，并用实验证明了该方法的有效性。     

PZT机敏支架振动主动控制的实验研究

通过机敏结构建立了三维支架的振动主动控制系统，给出了压电机敏结构的离散控制方程，采用加速度反馈实现了支架的振动主动控制     

2-2型水泥基压电机敏复合材料的研制

在土木工程领域中，智能结构系统越来越受到人们的重视，而在智能结构系统中机敏材料是不可缺的元素，它是构成智能结构中的传感器和驱动器的关键材料。针对目前土木工程领域智能结构中存在的结构材料与机敏材料相容性差问题，采用水泥基材料作为压电机敏复合材料的基体，通过调节水泥基材料组分和比例，克服水泥基材料与压电陶瓷在密度上的悬殊差异为材料准备带来的困难，制备出2－2型水泥基压电机敏6复合材料。同时，采用集成了微型计算机、MTS自动伺服试验机、示波器、信号发生器、线性放大器和HP－IB界面的测试系统测量2－2型水泥基压电复合材料的弹性性能、传感性能和驱动性能。实验结果表明，在实验范围里，该材料具有线弹性性能；传感性能和驱动性能具有明显的频率依赖性；在超低频范围内，2－2型水泥基压电复合材料的压电电压系数的模值随频率线性增大，相角随频率增大开始时增大较快，随后趋于一常数；2－2型水泥基压电复合材料的压电性能与聚合物基压电复合材料相似。     

基于PA95功放芯片的压电功率放大器开发

针对压电机敏柔性结构振动主动控制研究,以PA95功放芯片为核心,设计与开发了一种适合驱动压电陶瓷作动器的新型高压功率放大器;阐述了压电功率放大器的设计方案,通过对PA95放大器芯片工作原理和特性指标的介绍,分析了符合容性负载特殊要求的压电功率放大器设计方法和实现关键技术,以及功率放大器的幅频/相频特性和主要特性功能;实验表明设计开发效果良好,在5 kHz频率范围内有效实现±5 V信号到±350 V的动态放大,最大稳态输出电流120 mA。     

应用光激励SMA技术实现结构损伤控制

本文采用光激励SMA技术，对复合材料结构损伤实现控制。文中给出了采用的实验方法及基本原理，并以SMA埋入环氧树脂基复合材料板作为试件，给出了实验结果。结果表明：光激励SMA，可以对复合材料结构损伤弯曲变形实现控制，保证复合材料结构正常工作；而且可以通过光激励SMA时间长短对结构损伤实现主动控制，这是机敏结构的主要功能之一。本文的研究对复合材料机敏结构应用有重要意义。     

压电智能应用于柔性悬臂梁振动控制系统研究

基于模糊控制的振动控制方法,针对柔性悬臂梁,设计了相应振动控制器。采用电桥电路法分离出压电自感知执行器的感知信号,通过传感器将采集进来的信号,由最优控制理论离线计算得到理论输出值。并将理论输出值与对应的系统输入值对应起来,从而建立拥有最优解的模糊控制规则表。通过传感器采集系统状态并经过处理得到输出信号,作用于执行器上对柔性梁的振动进行抑制。仿真结果表明,采用的控制器对于改善振动快速控制是非常有效的。     

自适应压电振动盘控制器设计

振动给料机是工业控制自动化中常用的设备,压电振动盘是目前效率和稳定性最高的振动给料机,但在使用过程中存在共振点变化导致效率下降的问题。针对该问题,设计了适用于压电振动盘的自适应控制器。该控制器能够对压电振动盘的振动频率和幅值进行连续调节,模糊PID控制使得振动盘输出幅值保持稳定,自适应算法使振动盘始终工作在最佳振动频率。控制器采用准谐振开关电源,可以消除电网电压波动对系统工作的影响。设计结果表明:该控制器工作性能稳定,驱动效率高且产生的噪音较小。     

钢丝绳传动的三轴转台伺服控制的设计

针对某机载平台中钢丝绳传动带来的非线性误差及外部扰动等因素直接影响平台相机成像质量的问题,提出一种模糊自适应前馈补偿的控制策略.首先对钢丝绳传动机构和高精度直流伺服电机进行了建模,并建立了摩擦模型,为转台速度环控制回路引入模糊自适应PID控制器.设计出前馈补偿和模糊自适应控制器的复合控制策略.Matlab仿真结果以及实...     

Intelligent optimal control of single-link flexible robot arm

This paper addresses the design and properties of an intelligent optimal control for a nonlinear flexible robot arm that is driven by a permanent-magnet synchronous servo motor. First, the dynamic model of a flexible robot arm system with a tip mass is introduced. When the tip mass of the flexible robot arm is a rigid body, not only bending vibration but also torsional vibration are occurred. In this paper, the vibration states of the nonlinear system are assumed to he unmeasurable, i.e., only the actuator position can be acquired to feed into a suitable control system for stabilizing the vibration states indirectly. Then, an intelligent optimal control system is proposed to control the motor-mechanism coupling system for periodic motion. In the intelligent optimal control system a fuzzy neural network controller is used to learn a nonlinear function in the optimal control law, and a robust controller is designed to compensate the approximation error. Moreover, a simple adaptive algorithm is proposed to adjust the uncertain bound in the robust controller avoiding the chattering phenomena. The control laws of the intelligent optimal control system are derived in the sense of optimal control technique and Lyapunov stability analysis, so that system-tracking stability can be guaranteed in the closed-loop system. In addition, numerical simulation and experimental results are given to verify the effectiveness of the proposed control scheme.     

自适应比例因子模糊控制器在异步电动机调速系统中的应用

为了降低转子电阻变化对异步电动机矢量控制系统性能的影响，本文把自适应比例因子模糊控制器应用到了矢量控制系统中。介绍了自适应比例因子模糊控制方法的綦本原理，给出了使用自适应比例因子模糊控制器的异步电动机矢量控制系统的结构框图，对主模糊控制器和辅助模糊控制器进行了设计。仿真实验结果表明，采用这种控制方法的调速系统不仅具有优良的动态性能，而且对转子电阻变化具有很强的鲁棒性。     

一种基于PLC的模糊自适应PID控制器设计

通过对模糊自适应PID控制器设计过程的详细分析,提出了一种基于PLC查表方式实现模糊自适应PID控制器的方法,实现了基于PLC的自适应模糊PID控制器的设计,并应用于实际的控制系统中。结果表明,用PLC实现模糊自适应PID控制简单实用,适于工业控制系统应用。     

非线性系统的自适应模糊控制器设计

针对非线性系统,为获得更好的控制控制效果,设计了模糊自适应控制器。在模糊控制器的基础上根据反馈控制和调整参数向量的自适应律的求解,综合李雅普诺夫稳定理论设计了模糊自适应控制器,以满足系统的稳定性和控制效果。为验证控制器的有效性,将该控制器应用到二级倒立摆系统的稳定控制,仿真结果表明该控制器的控制效果良好,并与传统的控制方法相比较,其控制效果更佳。     

Vibration Suppression Using Single Neuron-Based PI Fuzzy Controller and Fractional-Order Disturbance Observer

An approach is proposed for vibration suppression in a two-inertia system using an integration of a fractional-order disturbance observer and a single neuron-based PI fuzzy controller. The former is used to obtain disturbance estimate and generate compensation signal, and the latter is utilized to realize outer loop control. Fractional-order disturbance observer has a wider range to select a suitable tradeoff between robustness and vibration suppression, because introduction of fractional calculus makes universe of relative degree of Q-filter is expanded from integer domain to real-number domain. For the single neuron-based PI fuzzy controller, a single neuron makes up a PI controller and such a controller is embedded in each cell of the fuzzy control table. Thus, the fuzzy control table is changed into a controller matrix and it constructs a nonlinear adaptive controller with parameter self-tuning property. Experimental results illustrate that the integration of fractional-order disturbance observer and single neuron-based PI fuzzy controller can improve the performance of disturbance attenuation and system robustness     

2R柔性机械臂压电抑振的模糊控制实验研究

柔性机械臂在运动过程中不可避免产生弹性振动,对柔性机械臂的振动抑制成为重要研究课题.基于压电陶瓷的模糊控制抑振,利用电阻应变传感器检测机械臂振动信息,经动态应变仪采集到计算机系统,根据控制规律进行模糊运算,得到控制电压;再以该电压驱动压电陶瓷片,产生与振动方向相反控制力矩,抑制机械臂柔性变形.实验结果显示,压电抑振效果显著,模糊控制的鲁棒性较高.     

圆柱-球体三自由度超声电机模糊自适应控制

针对圆柱-球体三自由度超声电机难以建立精确数学模型的特点,设计了模糊自适应定位控制系统。该控制系统由模糊控制器和在线参数自调整环节构成,在线参数自调整环节使该系统的动态特性、稳态性能更好地兼顾,克服了固定量化因子控制性能不理想的缺点。应用该控制器,实现了电机精确定位控制。结果表明,参数自调整模糊自适应控制器的性能优于传统PID控制器及固定量化因子的模糊控制器,得到了满意的控制效果。