三耦合柔性梁振动的视觉检测与H_(∞)控制

航天器上的太阳帆板和卫星天线等为多柔性体的耦合系统。耦合多柔性体结构具有密集模态、低刚度和小阻尼等特点,易受扰动激励产生持久且幅值较大的耦合拍频振动。为了研究耦合多柔性体结构的主动振动抑制和抗扰动能力,本文针对一种三耦合柔性梁系统,采用机器视觉进行振动检测并用于反馈,通过一种非线性H_(∞)控制方法进行振动控制。建立了基于视觉检测的弹簧连接的三耦合柔性压电梁实验平台。建立了有限元模型,并且根据自由振动信号和正弦响应信号激励辨识修正了模型参数。基于H_(∞)算法给出了抗扰动指标,利用已辨识的有限元模型和所设计的非线性控制器,并且基于抗扰动指标、控制速度指标和能量消耗指标获得了H_(∞)控制器。进行了基于视觉反馈的扰动振动控制实验研究。实验结果显示:H_(∞)控制与PD控制振动抑制速度基本一致,但振动平稳时H_(∞)控制的振动幅值较小。这表明H_(∞)控制比PD控制具有更好的抗扰动能力。