压电柔性梁的PID振动控制研究与设计开题报告

全文总字数：871字

1. 研究目的与意义

近代随着航空航天领域的研究现状和工、农业生产的科学技术发展，对柔性结构的振动控制已经逐步深入到社会生产、研究的各个领域中。

压电材料属于智能材料，其具有体积小、重量轻等众多优点，且被广泛的应用于振动控制点研究中。

pid控制算法虽是一种传统的控制算法，但应用广泛，易于实现。

2. 国内外研究现状分析

任昊轶以一段粘贴了压电纤维复合材料的柔性悬臂梁为被控对象，以压电纤维复合材料为驱动源，构建了基于积分分离式数字控制算法的智能控制系统，对柔性悬臂梁在外部扰动下发生的振动进行了主动控制的实验研究。

缑新科等针对柔性结构的振动普遍存在复杂性、非线性和建模难的特点，跳过了复杂的机械电压建模，基于子空间系统辨识方法的基本算法和特点，设计出抑制悬臂梁振动的一种最优控制器，并在算法实现、算法性能方面进行了仿真和实时控制实验，使控制后功率谱峰值比控制前下降了60%左右。

abreu gustavo luiz c. m. de通过使用lyapunov合成方法，合成一个稳定的自适应系统, 实现实时的自适应模糊控制器，以使用压电致动器来控制柔性梁型结构的振动。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：（1）分析研究柔性梁（悬臂梁）的数学模型（2）研究设计柔性梁采用压电材料实现振动控制的方案（3）PID控制器的设计（4）应用MATLAB软件进行仿真分析研究计划：选题 2016年12月31日前下达任务书、开题 2017年1月13日前中期检查 2017年4月3日--4月14日 抽查 2017年5月15日--5月20日 答辩 2017年5月22日--6月4日完善、提交论文定稿 2017年6月5日--6月9日

4. 研究创新点

本文以压电悬臂梁振动系统为研究对象,利用压电材料的逆压电效应,分析了压电片和悬臂梁之间的相互耦合关系,建立了压电悬臂梁的数学模型，针对建立的数学模型设计PID控制器，并用MATLAB软件仿真分析，得到相对理想的振动控制效果。