基于DSP的压电悬臂梁振动控制系统研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:or4108432566
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随着航空航天工业的高速发展,大型柔性结构的使用日益增多,对于大型柔性结构的低频振动,传统的振动被动控制无法取得理想的控制效果,而振动主动控制具有响应速度快、自适应能力强、控制精度高等诸多优点,成为目前振动控制领域的研究热点,压电智能材料与振动主动控制的结合,使结构的振动主动控制更具优越性。目前对压电智能结构振动主动控制的研究,大多数是以理论和仿真研究为主,具有实际应用价值的硬件实验研究较少,本文以悬臂梁为模型,采用压电聚合物(PVDF)薄膜作为传感器和作动器,以TI公司TMS320F28335DSP作为控制核心器件,对结构振动主动控制进行实验研究。本文首先介绍压电智能结构在振动控制中的应用,总结当前压电智能结构振动主动控制的研究方向和主要控制方法。分析压电材料和悬臂梁的基本特性,得到悬臂梁的振型函数以及传感/作动方程。分析最小均方(LMS)自适应滤波前馈抵消控制的原理,并进一步研究LMS算法的改进形式归一化最小均方(NLMS)滤波算法,得到基于NLMS算法自适应滤波前馈抵消控制的算法流程。对悬臂梁进行模态分析,并对其前两阶模态的振动控制进行MATLAB仿真。最后以TMS320F28335DSP为核心搭建压电悬臂梁振动控制实验系统的硬件平台,完成软件程序的编写与系统硬件调试,实现对悬臂梁振动的两点输入两点输出分布式控制实验,通过实验结果分析,验证本系统的可行性。
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