主动约束层阻尼振动控制技术现状及展望 被引量：8

1

作者 刘天雄 石银明 +3 位作者 华宏星 李中付 朱继梅 陈兆能 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期1-6,10,共7页

本文在建模、控制策略、系统实现和应用等多方面对主动约束层阻尼振动控制技术的历史、现状进行了分析 ,指出了实施主动约束层阻尼振动控制技术继续发展的技术及待解决的问题。

关键词 阻尼减振 主动约束层阻尼 振动控制 结构振动 主动约束层阻尼结构

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主动约束层阻尼梁的有限元建模及模型简化 被引量：3

2

作者 石银明 张洪渊 +2 位作者 华宏星 李中付 傅志方 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期29-31,共3页

将有限元方法与粘弹性材料的GHM模型相结合 ,从而避免因粘弹性材料导致的非线性微分方程。为进一步设计控制器 ,先在物理空间通过迭代进行动力缩聚 ,将系统降至适当的维数 ,然后在状态空间用鲁棒降阶的方法进一步降阶。这样能使降阶后... 将有限元方法与粘弹性材料的GHM模型相结合 ,从而避免因粘弹性材料导致的非线性微分方程。为进一步设计控制器 ,先在物理空间通过迭代进行动力缩聚 ,将系统降至适当的维数 ,然后在状态空间用鲁棒降阶的方法进一步降阶。这样能使降阶后的系统既可观性 ,又可控性。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 鲁棒降价方法 粘弹性材料 模型降价 主动约束层阻尼梁 压电陶瓷材料

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主动约束层阻尼板的振动控制研究 被引量：9

3

作者 刘天雄 石银明 +2 位作者 华宏星 陈兆能 史习智 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期23-28,共6页

研究局部附加主动约束层阻尼 (activeconstrainedlayerdamping ,ACLD)结构板的振动控制问题。基于Hamilton原理 ,提出一种新的建立主动约束层阻尼板动力学模型的方法 ,同时给出一种用于确定粘弹材料GHM (Golla Hughes Mctavish)模型参... 研究局部附加主动约束层阻尼 (activeconstrainedlayerdamping ,ACLD)结构板的振动控制问题。基于Hamilton原理 ,提出一种新的建立主动约束层阻尼板动力学模型的方法 ,同时给出一种用于确定粘弹材料GHM (Golla Hughes Mctavish)模型参数的优化问题。采用GHM方法描述弹性材料的本构关系 ,将粘弹性材料的动力特性描述与工程上最常用的有限元分析结合起来 ,推导得到ACLD结构的动力学方程为标准二阶定常线性系统方程。应用LQR控制理论进行结构振动控制仿真 ,结果表明 ,本文给出的新建模方法是准确可靠的 ,ACLD结构能够有效抑制结构振动。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼板 有限元 振动控制 粘弹材料

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主动约束层阻尼结构的振动控制 被引量：11

4

作者 郑玲 王宜 谢熔炉 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期1-7,共7页

基于弹性、粘弹性和压电材料的本构关系,利用Hamilton原理,推导了主动约束层阻尼板的有限元动力学模型。结合压电材料的机电耦合特性,采用自感电压的位移和速度反馈,对主动约束层阻尼板进行了闭环振动控制,研究了不同控制增益条件下,主... 基于弹性、粘弹性和压电材料的本构关系,利用Hamilton原理,推导了主动约束层阻尼板的有限元动力学模型。结合压电材料的机电耦合特性,采用自感电压的位移和速度反馈,对主动约束层阻尼板进行了闭环振动控制,研究了不同控制增益条件下,主动约束层阻尼板的动态特性。研究结果表明:采用自感电压的比例、微分反馈控制,能有效控制约束层阻尼板的振动,增大振动能量耗散,尤其对频率共振峰有明显抑制作用。由于该方法结构简单,容易实现,有很好的工程应用前景。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 粘弹性材料 比例微分控制 振动控制 有限元法

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主动约束层阻尼振动控制研究进展 被引量：5

5

作者 杜海平 石银明 +1 位作者 张亮 史习智 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期547-554,共8页

主动约束层阻尼（Ａｃｔｉｖｅ　Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ　Ｌａｙｅｒ　Ｄａｍｐｉｎｇ，　ＡＣＬＤ）是以可控的压电材料代替被动约束层中不可控的约束层，通过可控的约束层主动地控制黏弹性材料的剪切变形以进一步增大其对振动能量耗... 主动约束层阻尼（Ａｃｔｉｖｅ　Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ　Ｌａｙｅｒ　Ｄａｍｐｉｎｇ，　ＡＣＬＤ）是以可控的压电材料代替被动约束层中不可控的约束层，通过可控的约束层主动地控制黏弹性材料的剪切变形以进一步增大其对振动能量耗散的主动阻尼形式，它充分结合了主动控制与被动阻尼作用各自的优势，使得其在结构振动控制方面显示出极好的应用价值．本文首先解释了ＡＣＬＤ的基本结构和阻尼机理，然后综述了最近几年有关ＡＣＬＤ在结构建模，控制方案及结构优化等方面的最新研究进展，最后指出了应用前景并总结了进一步研究的问题． 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 振动控制 可控压电材料 黏弹性材料 剪切变形 被动阻尼作用 结构建模 结构优化 结构振动

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主动约束层阻尼悬臂梁的有限元分析及实验研究 被引量：3

6

作者 华宏星 石银明 +2 位作者 刘天雄 傅志方 史习智 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期383-388,共6页

针对具体实物模型 ,采用微振子模型描述粘弹性材料的剪切模量随频率变化的特性 ,采用有限元方法进行分析 ,提出了一种全新的降阶方法 ,使得最后的降阶模型不仅维数远小于初始有限元模型 ,而且可观、可控 ,能直接用于控制器设计。采用模... 针对具体实物模型 ,采用微振子模型描述粘弹性材料的剪切模量随频率变化的特性 ,采用有限元方法进行分析 ,提出了一种全新的降阶方法 ,使得最后的降阶模型不仅维数远小于初始有限元模型 ,而且可观、可控 ,能直接用于控制器设计。采用模态实验验证有限元模型 ,在此基础上 ,设计出合适的控制器 ,进行实时控制实验研究 ,结果表明 。 展开更多

关键词 悬臂梁 实验研究 振动控制 主动约束层阻尼 有限元分析 微振子模型

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主动约束层阻尼部分覆盖圆柱壳耦合振动控制 被引量：19

7

作者 王淼 方之楚 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期545-549,共5页

采用分布参数建模,从Ham ilton变分原理出发推导了主动约束层阻尼(ACLD)覆盖圆柱壳耦合振动的运动微分方程和边界条件,并扩展适合一维连续结构分析的基于解析解的谱传递矩阵法(STMM)用于ACLD部分覆盖圆柱壳。通过数值计算,研究了ACLD的... 采用分布参数建模,从Ham ilton变分原理出发推导了主动约束层阻尼(ACLD)覆盖圆柱壳耦合振动的运动微分方程和边界条件,并扩展适合一维连续结构分析的基于解析解的谱传递矩阵法(STMM)用于ACLD部分覆盖圆柱壳。通过数值计算,研究了ACLD的长度和位置对固有频率和模态耗散因子的影响。STMM能有效克服有限元法单元数目多、动力学方程阶数高及ACLD长度和位置变化时须重复建模的缺点,以最少的单元数目建立低阶控制方程。典型算例显示了STMM的有效性和精确性。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 圆柱壳 谱传递矩阵法 比例微分控制器

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主动约束层阻尼板结构动力学建模研究 被引量：3

8

作者 刘天雄 华宏星 +2 位作者 张志谊 石银明 陈兆能 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第3期42-46,共5页

将有限元法和GHM法相结合 ,给出了建立主动约束层阻尼 (ACLD)板结构动力学模型的新方法。建模时 ,考虑到粘弹材料 (VEM )的纵向位移影响 ,采用GHM方法描述VEM的本构关系 ,解决了VEM的力学特性随温度和频率变化的难点 ,避免因VEM的复杂... 将有限元法和GHM法相结合 ,给出了建立主动约束层阻尼 (ACLD)板结构动力学模型的新方法。建模时 ,考虑到粘弹材料 (VEM )的纵向位移影响 ,采用GHM方法描述VEM的本构关系 ,解决了VEM的力学特性随温度和频率变化的难点 ,避免因VEM的复杂本构关系而产生的微分积分方程。算例表明本文给出的建模方法是准确的 ,A CLD结构能够有效控制结构振动。 展开更多

关键词 结构动力学 建模 主动约束层阻尼板结构 振动控制 有限元法 粘弹材料 模型 ACLD

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主动约束层阻尼梁结构复杂耦合振动的多层谱有限元法 被引量：13

9

作者 王淼 方之楚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期87-90,共4页

针对全主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的梁结构复杂耦合振动特性,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法的特点是可避开采用谱有限元法时须求解带未知参数的高阶特征方程的困难,同时又保持谱有限元法使用很少单元却高精确度... 针对全主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的梁结构复杂耦合振动特性,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法的特点是可避开采用谱有限元法时须求解带未知参数的高阶特征方程的困难,同时又保持谱有限元法使用很少单元却高精确度的优点.对典型算例使用该法的计算结果与采用谱传递矩阵法(STMM)获得的相应精确结果作了比较,证实了MLSFEM用于ACLD梁结构的有效性与精确性.还分别采用位移负反馈和速度负反馈两种控制策略,研究控制增益与ACLD梁结构动力特性之间的关系.结果表明,两种反馈控制策略对ACLD梁结构动力特性有着显著不同的影响. 展开更多

关键词 主动约束层阻尼梁结构 多层谱有限元法 谱传递矩阵法 GHM粘弹性模型

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绕定轴转动的主动约束层阻尼板的振动控制研究 被引量：3

10

作者 刘利军 王贡献 +1 位作者 张志谊 华宏星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期138-143,共6页

对贴有主动约束层阻尼的转动悬臂板的动力学建模及振动控制问题进行了研究。悬臂板绕定轴以不同的定常角速度作面内转动,基于Kirchhoff复合板理论,利用Lagrange与有限元结合的方式导出了系统的运动微分方程。随后用静力分析验证了压电... 对贴有主动约束层阻尼的转动悬臂板的动力学建模及振动控制问题进行了研究。悬臂板绕定轴以不同的定常角速度作面内转动,基于Kirchhoff复合板理论,利用Lagrange与有限元结合的方式导出了系统的运动微分方程。随后用静力分析验证了压电层作为主动约束层的作动效用,并给出了转动ACLD板的瞬态响应和稳态响应的数值仿真结果,对固定和转动情况下贴有PZT、PCLD和ACLD板的振动控制效果作了比较分析,结果表明ACLD可以作为一种有效的方式对转动悬臂板进行振动抑制。所得结果可以为转动柔性结构的系统辨识及其振动控制提供理论依据。 展开更多

关键词 转动悬臂板 振动控制 Lagrange公式 主动约束层阻尼

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主动约束层阻尼梁的数值模型 被引量：2

11

作者 石银明 华宏星 +1 位作者 李中付 傅志方 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期99-104,共6页

为对主动约束层阻尼结构建立精确完善的数学模型 ,采用有限元建模 ,并考虑到压电材料的机电耦合效应和粘弹性材料的本构关系随温度、频率的变化而变化的特点 ,将有限元方法与粘弹性材料的 GHM模型相结合 ,从而避免因粘弹性材料导致的非... 为对主动约束层阻尼结构建立精确完善的数学模型 ,采用有限元建模 ,并考虑到压电材料的机电耦合效应和粘弹性材料的本构关系随温度、频率的变化而变化的特点 ,将有限元方法与粘弹性材料的 GHM模型相结合 ,从而避免因粘弹性材料导致的非线性微分方程 ,能直接求解模态频率、模态阻尼及结构响应。为进一步设计控制器 ,先在物理空间进行动力缩聚 ,将系统降至适当的维数 ,然后在状态空间用鲁棒降阶的方法进一步降阶。这样既能大大降低系统维数 ,又能保证降阶后系统稳定、可控、可观。这对于重量轻、柔度大。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 有限元 粘弹性材料 梁 混合控制 压电材料 非线性微分方程 鲁棒降阶方法

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主动约束层阻尼圆柱壳动力学分析的新传递矩阵法 被引量：2

12

作者 袁丽芸 向宇 +1 位作者 黄玉盈 倪樵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期54-57,共4页

基于作者最近导出的被动约束层阻尼(PCLD)圆柱壳的一阶整合矩阵微分方程,结合压电材料本构关系和比例微分负增益反馈控制策略(PD),建立了一种求解主动约束层阻尼(ACLD)圆柱壳动力学问题的新传递矩阵方法。提出的ACLD圆柱壳的一阶矩阵微... 基于作者最近导出的被动约束层阻尼(PCLD)圆柱壳的一阶整合矩阵微分方程,结合压电材料本构关系和比例微分负增益反馈控制策略(PD),建立了一种求解主动约束层阻尼(ACLD)圆柱壳动力学问题的新传递矩阵方法。提出的ACLD圆柱壳的一阶矩阵微分方程,采用了简化的机电耦合模型。通过对ACLD圆柱壳自由振动及其在地震激励作用下的动力学响应分析,表明ACLD圆柱壳的阻尼特性和减振效果相对于PCLD圆柱壳具有明显优势,并且发现采用周向分块敷设ACLD,且施加与结构变形中的占优模态相匹配的控制电压分布方式对地震激励的抑制效果更好。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 圆柱壳 一阶整合矩阵微分方程 传递矩阵法 占优模态控制

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主动约束层阻尼杆结构纵振的多层谱有限元法 被引量：2

13

作者 王淼 方之楚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期302-305,共4页

针对主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的杆结构的纵向振动,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法能避开使用谱有限元法(SFEM)须求解带未知参数的高阶特征方程以形成动力形状函数的困难,同时又保留SFEM仅用很少单元却精度高的优... 针对主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的杆结构的纵向振动,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法能避开使用谱有限元法(SFEM)须求解带未知参数的高阶特征方程以形成动力形状函数的困难,同时又保留SFEM仅用很少单元却精度高的优点.采用MLSFEM的典型算例表明,该方法比有限元法(FEM)更有效、精确.此外,研究了不同控制策略对悬臂ACLD杆结构频响函数的影响. 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 纵向振动 谱有限单元法 多层谱有限单元法

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敷设主动约束层阻尼圆锥壳的控制特性分析 被引量：1

14

作者 陆静 袁丽芸 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期141-146,共6页

基于压电材料的本构关系和内力位移方程,考虑压电材料的正、逆压电效应,求出了压电约束层的动力学控制方程和电学控制方程。根据圆锥壳的几何特性,将变量沿周向进行傅里叶展开,可将上述方程转化为沿母线方向的一阶常微分方程的形式。结... 基于压电材料的本构关系和内力位移方程,考虑压电材料的正、逆压电效应,求出了压电约束层的动力学控制方程和电学控制方程。根据圆锥壳的几何特性,将变量沿周向进行傅里叶展开,可将上述方程转化为沿母线方向的一阶常微分方程的形式。结合黏弹层的法向平衡方程和位移连续性条件,由主动约束层和基壳的力学方程导出层合结构的动力学方程,并将该方程与压电约束层的电学方程联立,建立了敷设主动约束层圆锥壳的机电耦合模型。然后,借助精细积分技术和叠加原理,采用速度反馈控制策略,提出了一种分析此类结构的半解析、半数值方法,并采用该方法分析了反馈系数、反馈点的布置等参数对敷设主动约束层阻尼圆锥壳振动特性和控制特性的影响。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 圆锥壳 速度反馈控制策略 机电耦合 控制特性

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主动约束层阻尼贮液圆柱壳的耦振与控制研究

15

作者 向宇 吴文军 +2 位作者 陈军明 黄玉盈 袁丽芸 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期151-157,共7页

在被动约束层阻尼(PCLD)贮液圆柱壳研究的基础上,考虑约束层的压电效应,导出了压电主动约束层阻尼(PACLD)贮液圆柱壳呈一阶常微分矩阵形式的电-液-固多场谐耦振的控制方程。由于该方程中所包含的液动压力系数和采用比例微分(PD)反馈控... 在被动约束层阻尼(PCLD)贮液圆柱壳研究的基础上,考虑约束层的压电效应,导出了压电主动约束层阻尼(PACLD)贮液圆柱壳呈一阶常微分矩阵形式的电-液-固多场谐耦振的控制方程。由于该方程中所包含的液动压力系数和采用比例微分(PD)反馈控制策略时所必需的参考点径向位移都不能预先给定,无法直接求解。为了克服这一困难,采用新型齐次扩容精细积分技术和叠加原理,建立了一种半解析解法,并采用该方法求解了PACLD贮液圆柱壳在地面运动谐激励下的振动控制问题,着重研究了控制电压分布模式对减振效果的影响。数值分析表明,在合适的控制电压分布模式作用下,PACLD对贮液圆柱壳的振动具有很好的调控作用。 展开更多

关键词 压电主动约束层阻尼 贮液圆柱壳 电-液-固多场耦合 PD控制策略

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子空间辨识方法在主动约束层阻尼筒形结构建模中的应用

16

作者 续秀忠 章艺 +1 位作者 童宗鹏 华宏星 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期809-812,共4页

通过以系统输入、输出的随机响应采样值为依据的子空间辨识方法获取系统的模态参数和空间状态方程.在辨识过程中分别根据输入/输出信号和输出信号进行辨识,并利用实验测试数据验证模型的精度.辨识和实验结果比较表明,此方法能够得到多... 通过以系统输入、输出的随机响应采样值为依据的子空间辨识方法获取系统的模态参数和空间状态方程.在辨识过程中分别根据输入/输出信号和输出信号进行辨识,并利用实验测试数据验证模型的精度.辨识和实验结果比较表明,此方法能够得到多自由度系统较精确的状态空间模型,为振动控制器的设计提供了一个精确的控制模型. 展开更多

关键词 子空间辨识 筒形结构 主动约束层阻尼

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主动约束层阻尼结构的一种新模型

17

作者 王淼 方之楚 孟光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期74-75,共2页

提出一种主动约束层阻尼结构的新力学模型。该模型假定阻尼层既横向剪切变形又横向拉压变形,主动约束层和基层存在不同的横向位移。使用有限元法建立主动约束层阻尼梁的动力学方程,并针对典型算例进行数值计算。与传统模型比较发现:粘... 提出一种主动约束层阻尼结构的新力学模型。该模型假定阻尼层既横向剪切变形又横向拉压变形,主动约束层和基层存在不同的横向位移。使用有限元法建立主动约束层阻尼梁的动力学方程,并针对典型算例进行数值计算。与传统模型比较发现:粘弹性层的横向拉压变形不但会影响系统的动态特性,而且会降低压电层的主动控制作用。研究表明,粘弹性层横向压缩变形不应忽略。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 横向拉压变形 有限元法 GHM模型

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主动约束层阻尼梁结构的应力连续模型

18

作者 王淼 孟光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期9-12,199,共5页

考虑到较厚的阻尼层内高阶剪切效应不应忽略,使用Reddy的三阶位移场描述阻尼层的纵向位移,使得在分界面上不仅位移连续,而且应力连续,从而提出ACLD结构的一种新模型"应力连续模型"。在此基础上,使用谱有限元法(SFEM)对ACLD梁... 考虑到较厚的阻尼层内高阶剪切效应不应忽略,使用Reddy的三阶位移场描述阻尼层的纵向位移,使得在分界面上不仅位移连续,而且应力连续,从而提出ACLD结构的一种新模型"应力连续模型"。在此基础上,使用谱有限元法(SFEM)对ACLD梁结构进行力学建模和数值模拟,并与传统Mead-Markus模型结果进行了比较。研究表明,应力连续模型在固有频率和模态损耗因子预测上优于传统Mead-Markus模型。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 Reddy高阶剪切理论 谱有限元法 应力连续模型

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主动约束层阻尼板结构动力学建模 被引量：5

19

作者 胡梦佳 李书 王远达 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第S1期198-201,231,共5页

基于板壳理论、压电理论和粘弹性理论,对由基板层、粘弹阻尼层和压电约束层组成的3层复合主动约束层阻尼板结构的动力学建模进行了研究。在对主动约束层阻尼(active constrained layer damping,简称ACLD)板结构进行有限元划分的基础上,... 基于板壳理论、压电理论和粘弹性理论,对由基板层、粘弹阻尼层和压电约束层组成的3层复合主动约束层阻尼板结构的动力学建模进行了研究。在对主动约束层阻尼(active constrained layer damping,简称ACLD)板结构进行有限元划分的基础上,建立7自由度平面矩形ACLD板单元,利用拉格朗日方法建立结构动力学方程。建模过程中利用GHM方法描述粘弹性材料(viscoelastic material,简称VEM)的本构关系,与有限元法结合并极大简化粘弹结构的力学建模问题。对经典算例的计算与仿真表明,提出的建模方法是准确的,ACLD结构能够有效增加粘弹阻尼层的剪切变形,增大振动能量耗散,控制结构振动。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 有限元法 GHM模型 动力学建模

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基于主动约束层阻尼控制的大型挠性航天器动力学模型 被引量：3

20

作者 刘志臻 李东旭 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期1-9,共9页

以大型挠性航天器简化模型——中心刚体和固接板混合系统为对象,同时考虑板表面粘贴的主动约束层阻尼结构,根据拟坐标拉格朗日方程,建立了包含所有高阶小量的完整动力学模型。建模时,采用混合坐标描述中心刚体和主动约束阻尼板的运动,用... 以大型挠性航天器简化模型——中心刚体和固接板混合系统为对象,同时考虑板表面粘贴的主动约束层阻尼结构,根据拟坐标拉格朗日方程,建立了包含所有高阶小量的完整动力学模型。建模时,采用混合坐标描述中心刚体和主动约束阻尼板的运动,用Golla-Hughes-Mctavish模型描述阻尼材料的复模量。基于该动力学模型可进行空间柔性板振动的主动约束阻尼控制器设计和大型挠性航天器的姿态动力学研究。 展开更多

关键词 混合坐标 拟坐标拉格朗日方程 主动约束层阻尼板 动力学模型大型挠性航天器

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