實(shí)驗名稱(chēng)：機翼變形控制系統設計與實(shí)驗驗證

　　測試目的：考慮MFC驅動(dòng)器遲滯、蠕變特性補償的變彎度機翼開(kāi)、閉環(huán)控制系統設計工作，并進(jìn)行機翼彎度變形地面實(shí)驗研究，通過(guò)實(shí)驗手段實(shí)際考察機翼彎度變形情況；驗證所提變彎度機翼設計及控制方法的可行性與有效性。

　　測試設備：電壓放大器、壓電纖維驅動(dòng)器、激光位移傳感器、數據采集卡等。

　　圖1：實(shí)驗系統總體框圖

　　實(shí)驗過(guò)程：

　　針對所設計的變形機翼開(kāi)展了靜態(tài)變形測試實(shí)驗。實(shí)驗中MFC電壓加載區間設定為[0，1500]V，選取如圖2所示的“臺階”形式的電壓加載信號，控制電壓以每60s遞增100V方式施加于MFC上，直至遍歷整個(gè)電壓加載區間。實(shí)驗過(guò)程中，通過(guò)激光位移傳感器實(shí)時(shí)采集機翼尾緣測量點(diǎn)處的位移變化來(lái)感知MFC驅動(dòng)器對機翼彎度變形的控制效果。

　　圖2：加載電壓

　　實(shí)驗結果：

　　圖3：機翼尾緣位移變化

　　圖3展示了在圖2所示的加載電壓驅動(dòng)下，機翼尾緣變形量變化曲線(xiàn)；由實(shí)驗結果可知，隨著(zhù)控制電壓的增大，機翼變形量近似呈現線(xiàn)性增加趨勢。在壓電驅動(dòng)范圍內，機翼末端有效變形量最高可達7.8mm（對應加載電壓為1500V）。由實(shí)驗結果還可以看出，在每個(gè)穩定電壓加載區間內，機翼尾緣變形量呈現出“向上漂移的”變化趨勢，這是由于MFC驅動(dòng)器本身的遲滯、蠕變特性造成的；上述實(shí)驗結果表明，本文所設計的變形機翼能夠在MFC控制作用下實(shí)現明顯的驅動(dòng)變形，但系統控制效果同樣受MFC驅動(dòng)器的遲滯、蠕變非線(xiàn)性特征干擾。

　　圖4：實(shí)驗與仿真結果對比

　　圖4為本章實(shí)驗結果與有限元仿真得到的計算結果對比圖。對比兩圖可以發(fā)現，兩種手段得到的加載電壓與變形量間的變化趨勢基本相同，但通過(guò)仿真計算得到的機翼變形量略大于實(shí)驗測量得到的機翼變形量，這是由于在有限元建模過(guò)程中沒(méi)有考慮MFC驅動(dòng)器及環(huán)氧樹(shù)脂膠對結構性能產(chǎn)生的影響，以及在本小節實(shí)驗中沒(méi)有對MFC驅動(dòng)器自身的遲滯、蠕變效應進(jìn)行補償所造成的。

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