[发明专利]一种柔性悬臂梁结构的振颤主动控制方法

摘要

本发明属于梁结构振颤主动控制领域，涉及一种柔性悬臂梁结构的振颤主动控制方法。振颤主动控制方法根据大量的仿真实验和参数调整原则，建立模糊控制规则。采用基于遗传算法的模糊自整定分数阶PI^λD^μ控制器，利用遗传算法对5个参数进行优化处理；采用实数编码方式对分数阶PI^λD^μ控制器初始参数进行编码处理，并确定各参数的取值范围。本发明采用压电复合纤维材料作为致动器，具有良好的柔顺性和机械加工性能，灵敏度高，可应用于曲面结构。充分发挥分数阶PI^λD^μ控制的记忆性、准确性与模糊控制的灵活性、鲁棒性等优点，从而获得最佳的控制效果。

主权项

1.一种柔性悬臂梁结构的振颤主动控制方法，其特征在于：振颤主动控制方法采用基于遗传算法的模糊自整定分数阶PI^λD^μ控制器，通过以下方式实现：a)根据大量的仿真实验和参数调整原则，建立K_p，K_i，K_d的模糊控制规则，则可得到控制器实际控制参数为：K_p(k)＝K′_p+ΔK_p(k)  (1)K_i(k)＝K′_i+ΔK_i(k)  (2)K_d(k)＝K′_d+ΔK_d(k)  (3)λ(k)＝λ′  (4)μ(k)＝μ′  (5)其中，K_p-比例系数，K_i-积分系数，K_d-微分系数，λ-积分阶次，μ-微分阶次；K′_p，K′_i，K′_d，λ′，μ′分别是上述控制参数的初始参数；ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d分别为K_p、K_i、K_d的增量；b)利用遗传算法对5个参数K_p，K_i，K_d，λ，μ进行优化处理，采用实数编码方式对分数阶PI^λD^μ控制器初始参数K′_p，K′_i，K′_d，λ′，μ′进行编码处理，并确定各参数的取值范围，根据悬臂梁系统振颤特点，选用式(6)作为参数选取的最优指标，从而确定上述5个参数的最优初始值；J=∫0T[ω1e2(t)+ω2ce2(t)+ω3u2(t)]dt---(6)]]>式(6)中，e为系统误差；c_e为误差变化率；u为控制器输出；ω₁，ω₂，ω₃为权重；c)确定输入量误差e、误差变化率c_e和输出量ΔK_p，ΔK_i，ΔK_d的基本论域，其模糊子集均为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，分别代表语言变量：负大，负中，负小，零，正小，正中，正大，模糊控制器根据误差e和误差变化率c_e的情况，实时调整比例系数ΔK_p、积分系数ΔK_i和微分系数ΔK_d，以达到调节作用的实时最优。