復(fù)合材料板變形分布式光纖感知與控制方法研究.pdf

1、光纖光柵傳感器具有體積小、抗電磁干擾、靈敏度高、易于構(gòu)建分布式傳感網(wǎng)絡(luò)并適合與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)集成等獨特優(yōu)點，非常應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域?，F(xiàn)代飛行器向著多功能、高機(jī)動、高可靠等方向發(fā)展，具有自診斷、自修復(fù)、自適應(yīng)功能的智能化變體飛行器備受重視。因此，本文提出研究基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的類似于機(jī)翼柔性后緣的復(fù)合材料層合板彎曲變形分布式光纖感知與控制方法，主要工作包括以下幾個方面：
　　首先，深入研究了預(yù)埋光纖光柵傳感器的復(fù)合材料層合板制備方

2、法，如烘箱固化與熱壓罐固化工藝、光纖傳感器鋪設(shè)與引出方式等。為考察固化工藝對于光纖光柵傳感器感知性能的影響，研究了復(fù)合材料層合板不同固化階段光纖光柵傳感器反射光譜與中心波長偏移量變化特征，為后繼固化工藝優(yōu)化和傳感器性能評估提供有益參考。
　　其次，構(gòu)建了基于光纖光柵傳感器的單邊固支環(huán)氧樹脂板與碳纖維復(fù)合材料層合板彎曲變形監(jiān)測系統(tǒng)。借助試驗標(biāo)定方法，得到典型加載條件下板結(jié)構(gòu)彎曲變形與光纖光柵傳感陣列中心波長偏移量之間映射關(guān)系，從而為

3、板結(jié)構(gòu)變形快速辨識提供依據(jù)。
　　再次，針對機(jī)翼結(jié)構(gòu)變形控制需求，在傳統(tǒng)PID算法基礎(chǔ)上，分別給出了基于Hebb單神經(jīng)元、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制下的PID算法。數(shù)值仿真表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法在變形控制的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間等性能方面均有較大改善。
　　最后，構(gòu)建了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的復(fù)合材料層合板變形分布式光纖監(jiān)測與控制系統(tǒng)，編寫了基于Labview的復(fù)合材料層合板彎曲變形感知與控制軟件，實現(xiàn)對板結(jié)構(gòu)彎