Medição a laser visual de vibrações em vigas duplamente flexíveis e controle cooperativo adaptativo

QIU Zhicheng ,  

HU Junfei ,  

LI Min ,  

摘要

Estruturas acopladas de vigas duplamente flexíveis são comumente usadas na área aeroespacial, como estruturas de extensão de asas solares e matrizes de células solares. Para lidar com o problema da medição e controle não contato da vibração do sistema de vigas acopladas duplamente flexíveis, foi construída uma plataforma experimental de medição e controle baseada em um sistema de visão de luz estruturada a laser pontual, e foram realizados estudos sobre medição de vibração por visão a laser pontual e design de algoritmo de controle de vibração. O sistema de visão a laser pontual foi calibrado, extraindo o sinal de vibração da viga flexível através do processamento de imagem combinado com métodos geométricos. Um modelo dinâmico do sistema foi criado, utilizando transformada wavelet e métodos de otimização para identificar os parâmetros das equações de espaço de estados. Foi projetado um controlador cooperativo fuzzy adaptativo direto (Direct Adaptive Fuzzy Cooperative Controller, DAFC) para controle ativo da vibração do sistema de vigas duplamente flexíveis, utilizando o algoritmo de otimização de antílope para otimizar os parâmetros do controlador com base no modelo identificado. Foram realizados estudos experimentais de detecção visual e controle de vibração em duas situações: sistema de vigas acopladas duplamente flexíveis fixo e em movimento plano. Os resultados experimentais mostram que o sensor visual a laser pontual projetado tem boa precisão de medição de vibração, e que o controlador DAFC tem melhor desempenho de controle em comparação ao controlador PD, podendo suprimir a vibração das vigas acopladas duplamente flexíveis de forma mais rápida.

关键词

visão a laser; vigas duplamente flexíveis acopladas; controle cooperativo fuzzy adaptativo; algoritmo de otimização de antílope

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