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基于一阶PPF的垂尾振动分数阶控制  
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【英文篇名】 Fractional order control of vertical tail vibration based on first-order PPF
【下载频次】 ★★☆
【作者】 牛文超; 李斌; 高振宇; 王巍;
【英文作者】 NIU Wenchao; LI Bin; GAO Zhenyu; WANG Wei; School of Aeronautics; Northwestern Polytechnical University;
【作者单位】 西北工业大学航空学院;
【文献出处】 航空学报 , Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 编辑部邮箱 2018年 08期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 一阶PPF控制器; 分数阶控制; 摄动结构; 鲁棒; MFC压电片; 垂尾振动抑制;
【英文关键词】 first-order PPF controller; fractional order control; perturbation structure; robustness; MFC piezoelectric actuator; vibration suppression of vertical tail;
【摘要】 针对传统正位置反馈(PPF)与一阶PPF控制器控制效果与鲁棒性不足,难以适用于结构动力学特性存在摄动的问题,提出一种新的基于分数阶微积分理论和一阶PPF的分数阶(FOPPF1)控制器,增加了一阶PPF控制器的可设计空间。综合考虑随机响应的频域特性与整体波动强弱,构造了控制器优化设计的目标函数。以粘有宏纤维压电复合材料(MFC)压电片的垂尾模型为被控对象,设计了相应的FOPPF1控制器。该控制器在控制目标频段内的相频特性变化平缓,可有效实现控制相位补偿,且闭环极点对参数摄动不敏感,使得控制器的鲁棒性强。通过试验研究了FOPPF1控制器对于自由振动与窄带随机振动的抑制性能。相比一阶PPF控制器,对标称垂尾模型,FOPPF1控制器在自由振动抑制试验中的等效阻尼系数提高了约50%。当给垂尾模型的一阶弯曲固有频率引入一定量的离线摄动或在线摄动后,窄带随机振动控制试验的结果表明,FOPPF1控制器的鲁棒性、控制效果及控制能耗率明显优于经典的一阶PPF控制器,因此对垂尾结构的振动主动控制具有良好应用潜力。
【英文摘要】 Traditional Positive Position Feedback(PPF)and first-order PPF controllers are inadequate in control effectiveness and robustness,and is thus difficult to be applied to the structures with perturbation effect.A novel Fractional Order(FOPPF1)controller is proposed based on the fractional calculus theory and the first-order PPF to increase the designable space of the controller.Considering the frequency domain characteristic and global vibration amplitude of random response,an optimization design of the objec...
【基金】 国家自然科学基金(11172238,11502208); 陕西省自然科学基础研究计划(2018JM5179)~~
【更新日期】 2018-08-29
【分类号】 V215.5;V271.4
【正文快照】 网络出版地址:http://hkxb.buaa.edu.cn/CN/html/20180814.html现代高性能战机在进行高机动大迎角飞行时,飞机垂尾时常受到不稳定分离涡或者发动机等外激励的影响,垂尾结构会出现严重的振动疲劳问题。为此,从20世纪90年代,美国NASA等机构已对垂尾的振动抑制问题进行研究,文献[1

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