● 摘要
本文以抛物面天线背架结构为应用目标，结构形状智能控制为目的，设计搭建了智能天线结构形状控制实验平台并开展了变形控制验证实验研究。 基于压电陶瓷材料设计研制了大冲程作动器，经检测，作动器最大位移输出可以达到166μm，能够作为主动元件应用到智能结构控制当中。 第一部分实验中采用PID闭环控制方法，分别作了结构节点的变形恢复、扰动情况下位置保持和阶跃位移实验。结果表明：在所给的实验条件下，基于压电材料可实现对智能天线结构变形的控制，绝对位置控制精度达到±0.4μm，所采用的基于经典控制理论的PID控制方法在实验中也达到了预期效果。 在第一部分实验的基础上设计了一种模糊自适应PID控制器，进行了不同实验条件下的变形控制对比实验。同时采用PID控制方法和模糊自适应方法控制结构进行节点变形恢复、阶跃位移实验，并将两种方法对应的控制效果进行了对比。结果表明：两种控制方法均可对结构变形进行控制，应用模糊自适应PID控制方法对结构进行变形控制，较之常规PID控制方法能够降低系统响应的超调量，缩短稳定时间，提高控制精度，得到更好的控制过程。运用模糊控制理论在线调整PID控制参数，对智能天线结构进行控制的可行性得到了验证。