直升机多频振动主动控制方法研究

发布时间：2017-05-01 14:01

  本文关键词：直升机多频振动主动控制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：结构响应主动控制是目前国内外直升机工程界广泛关注的一项高新技术,自适应控制律是该技术的核心之一。传统的并行结构时域Fx-LMS多频算法简单有效,但存在稳定性和诱导频谱等问题,针对此问题,本文提出了带误差信号滤波器的改进型并行结构多频算法,通过仿真和试验,验证了其在复杂外扰条件下的控制有效性,可以提升结构响应主动控制系统的稳定性和控制效果。本文主要研究工作包括:1)对基于自适应滤波的并行结构多频Fx-LMS算法进行了稳定性分析和诱导频谱分析,根据分析结果,提出了带误差信号滤波器的改进型并行结构多频算法。综合考虑直升机实际减振需求,针对k?和2k?振动频率成分设计了减振控制算法。2)以简化的直升机有限元模型为对象,对改进型并行结构双频算法进行了单入单出、四入两出系统的振动主动控制仿真研究。重点进行了简谐外扰、复杂外扰、以及初级通道/次级通道时变情况下的算法仿真,并分析了这些变化对控制效果的影响。3)基于SEED-DEC33 DSP控制器,在CCS环境下编写了算法的C语言代码,将本文提出的改进型并行结构双频算法进行了物理实现。选用了一种压电叠层作动器作为执行元件,该作动器可同时控制多个频率的振动,并完成了试验系统的搭建。4)利用自由-自由梁模型进行了单入单出、四入两出系统简谐外扰控制试验,并进行了频率、相位、幅值以及初级通道变化情况下单入单出振动控制试验,取得了满意的控制效果,验证了所提出的改进型并行结构双频算法的控制有效性。
【关键词】：直升机 结构响应主动控制 多频 振动 滤波最小均方算法 仿真 DSP
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V275.1;TB535
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注释表10-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 直升机结构响应振动主动控制发展12-15
• 1.3 ACSR多频控制算法研究现状15-17
• 1.4 本文工作17-19
• 1.4.1 研究目标17-18
• 1.4.2 主要研究内容18-19
• 第二章 基于FX-LMS的多频控制算法19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 自适应滤波基本原理19-20
• 2.3 并行结构多频FX-LMS算法问题分析20-27
• 2.3.1 问题一：并行结构多频Fx-LMS算法稳定性分析21-26
• 2.3.2 问题二：并行结构多频Fx-LMS算法诱导成分分析26-27
• 2.4 带误差信号滤波器的改进型并行结构多频算法27-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 改进型并行结构双频算法仿真研究31-53
• 3.1 引言31
• 3.2 直升机机体结构仿真模型31-32
• 3.3 单入单出算法仿真32-41
• 3.3.1 简谐外扰控制仿真32-33
• 3.3.2 控制收敛特性仿真研究33-37
• 3.3.3 复杂外扰/时变系统控制仿真37-41
• 3.4 四入两出算法仿真41-52
• 3.4.1 简谐外扰控制仿真42-44
• 3.4.2 复杂外扰/时变系统控制仿真44-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 改进型并行结构双频算法试验研究53-69
• 4.1 引言53
• 4.2 试验模型与测控硬件53-58
• 4.2.1 试验受控对象与作动器53-54
• 4.2.2 测控硬件54-55
• 4.2.3 嵌入式DSP控制器55-57
• 4.2.4 改进算法的C语言实现57-58
• 4.3 试验方案设计58-59
• 4.4 单入单出试验59-64
• 4.4.1 简谐外扰控制试验59-60
• 4.4.2 复杂外扰/时变系统控制试验60-64
• 4.5 四入两出试验64-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第五章 总结与展望69-71
• 5.1 全文总结69
• 5.2 后续工作展望69-71
• 参考文献71-76
• 致谢76-77
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文77

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