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基于神经网络的悬臂梁振动主动控制研究

王玉辉  
【摘要】:轻质挠性结构的振动往往幅度大、持续时间长,影响仪器的精度和结构的寿命。因此该类结构的振动主动控制技术近年来成为国内外振动工程领域广泛关注的一个问题。本文主要研究复合材料悬臂梁的神经网络辨识与振动主动控制。目的是将神经网络控制方法应用于悬臂梁的振动主动控制,并且要构建 Windows环境下的基于神经网络的实时的振动主动控制系统。 本文的主要工作有:制备了表面粘贴有压电传感器和驱动器的复合材料悬臂梁,并进行了实验模态分析;搭建了基于 Matlab/XPC 的振动测试系统,并用于对悬臂梁进行了白噪声激励,采集了其动态响应;用 VC++编写了一个神经网络类,在此基础上用前向神经网络建立了系统的离线神经网络 NARMA 模型;建立了神经网络间接模型参考控制器.用VC实现了 Windows环境下基于 PCL1800数据采集板的数据采集和输出。系统的神经网络模型,神经网络控制器和数据采集和输出共同组成了基于神经网络的实时振动主动控制系统。应用这个系统对悬臂梁进行振动控制的结果,一方面证明了所建神经网络控制器对悬臂梁振动控制的有效性,另一方面也证明了搭建的整个振动主动控制系统的实用性。 本课题的研究得到国家自然科学基金重点项目(50135030),江苏省自然科学基金(BK2002090)的资助。


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