两种独立模态空间控制法在柔性结构振动主动控制中的应用研究 被引量：6

1

作者 陈学前 汪小华 +1 位作者 阮剑华 张培强 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期700-706,共7页

柔性结构是一种典型的空间结构 ,在外扰下易引起振动 ,影响飞行器的定位精度和精密仪器的正常工作 .因此必须对这类结构的振动进行控制 ,本文针对柔性结构的大挠度、非线性、模态频率低且密集、阻尼小的特点 ,提出一种基于H∞ 控制的独... 柔性结构是一种典型的空间结构 ,在外扰下易引起振动 ,影响飞行器的定位精度和精密仪器的正常工作 .因此必须对这类结构的振动进行控制 ,本文针对柔性结构的大挠度、非线性、模态频率低且密集、阻尼小的特点 ,提出一种基于H∞ 控制的独立模态空间控制法 (independentmodalspacecontrol,IMSC)来研究其主动控制 ,并对柔性梁及板进行了控制的数值仿真 。 展开更多

关键词 柔性结构 振动主动控制 独立模态空间控制 IMSC 飞行器

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基于LQG最优控制法的压电智能结构独立模态空间控制 被引量：3

2

作者 张京军 何丽丽 +1 位作者 李现敏 高瑞贞 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期789-794,共6页

采用压电材料作为传感器和驱动器对智能结构振动主动控制进行研究,基于机电耦合的压电智能结构传感和驱动方程,将振动控制动力学方程变换到模态空间对方程进行解耦。通过计算结构最大应变,确定压电元件的最佳粘贴位置。考虑到系统过程... 采用压电材料作为传感器和驱动器对智能结构振动主动控制进行研究,基于机电耦合的压电智能结构传感和驱动方程,将振动控制动力学方程变换到模态空间对方程进行解耦。通过计算结构最大应变,确定压电元件的最佳粘贴位置。考虑到系统过程噪声和量测噪声的影响,设计Kalman滤波器,采用基于线性二次型高斯(LQG)最优控制的独立模态空间控制方法对压电智能结构的振动进行控制。最后以压电智能悬臂梁为例进行控制仿真,验证了此方法的有效性。 展开更多

关键词 压电材料 智能结构 主动控制 LQG最优控制 独立模态空间

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高速车辆结构振动的独立模态空间控制 被引量：8

3

作者 陆正刚 胡用生 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期879-885,共7页

铁路高速客车或轻型车辆的车体结构振动不仅影响车辆运行品质,而且导致车体结构动应力的增加和疲劳寿命的降低.本文在建立高速车辆的柔刚体系统动力学模型基础上,应用最优控制理论,提出了抑制车体的特定低阶垂直弯曲振动独立模态空间控... 铁路高速客车或轻型车辆的车体结构振动不仅影响车辆运行品质,而且导致车体结构动应力的增加和疲劳寿命的降低.本文在建立高速车辆的柔刚体系统动力学模型基础上,应用最优控制理论,提出了抑制车体的特定低阶垂直弯曲振动独立模态空间控制方法和已改善车辆运行平稳性为目标的控制策略,分析结果表明:该控制办法和策略可以较好地降低特定模态振动的幅度,改善车辆垂直运行平稳性. 展开更多

关键词 柔刚体系统 铁道车辆 结构振动 独立模态空间控制

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悬臂Kagome夹心板独立模态空间振动控制研究 被引量：4

4

作者 郭空明 江俊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期55-60,共6页

针对悬臂板挠度大、低频振动突出问题,对悬臂Kagome夹心板的振动主动控制进行研究。建立结构及压电作动器有限元模型;将独立模态空间控制与模态观测器相结合,提出悬臂Kagome夹心板的主动控制策略;针对突风载荷作用下夹心板基于独立模态... 针对悬臂板挠度大、低频振动突出问题,对悬臂Kagome夹心板的振动主动控制进行研究。建立结构及压电作动器有限元模型;将独立模态空间控制与模态观测器相结合,提出悬臂Kagome夹心板的主动控制策略;针对突风载荷作用下夹心板基于独立模态空间的振动控制进行仿真,重点研究观测器极点对控制效果影响。结果表明,所提控制方法能显著提高悬臂Kagome夹心板结构的阻尼特性,观测器衰减系数越大控制效果越好;该夹心板在振动控制方面较传统板结构优势明显。 展开更多

关键词 悬臂板 KAGOME 夹心板 独立模态空间控制 模态观测器

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大型挠性结构基于独立模态空间的模糊PID控制 被引量：3

5

作者 司洪伟 李东旭 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期59-65,共7页

模糊控制器对于复杂不确定系统的控制具有很强的适应性,将模糊逻辑和PID控制器结合起来用于解决一类大型挠性结构空间桁架这一复杂系统的振动控制问题;并结合结构振动常用的独立模态空间控制方法,克服大型空间桁架不能建立精确的数学模... 模糊控制器对于复杂不确定系统的控制具有很强的适应性,将模糊逻辑和PID控制器结合起来用于解决一类大型挠性结构空间桁架这一复杂系统的振动控制问题;并结合结构振动常用的独立模态空间控制方法,克服大型空间桁架不能建立精确的数学模型所带来的弊端,有效地抑制了由于模态溢出或耦合产生的差拍现象。仿真结果表明这一模糊PID控制器对于高阶、非线性的大型空间桁架振动控制是有效的。 展开更多

关键词 桁架结构 挠性结构 模糊控制系统 振动控制 空间 模糊PID控制器 独立模态空间控制 空间桁架 结构振动 不确定系统

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受任意激励结构的独立模态空间控制方法 被引量：1

6

作者 章永强 陈之炎 骆振黄 《振动工程学报》 EI CSCD 1992年第3期276-281,共6页

本文采用经典控制理论和独立模态空间控制(IMSC)方法提出了对受任意激励作用结构进行主动减振的方法,并给出了判别测点选择的合理性和寻找最佳测点的方法.

关键词 减振 反馈控制 独立模态空间

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两端铰支输流管道振动的独立模态空间控制研究 被引量：1

7

作者 张锴锋 林士龙 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第4期130-132,共3页

研究了脉动内流作用下两端铰支输流管道的振动控制问题。采用压电片作为控制执行元件,推导了受控系统的运动方程,设计了独立模态空间最优控制器,并通过数值仿真,验证控制器的有效性。

关键词 两端铰支管道 脉动流 振动 独立模态空间 控制

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柔性结构振动的独立模态H_∞控制 被引量：10

8

作者 林嗣廉 徐博侯 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期47-52,共6页

针对柔性结构振动的每一个控制模态独立进行鲁棒 H∞ 控制设计 ,同时考虑模态干扰衰减与模态参数扰动的鲁棒性问题 ,这样有效地抑制了柔性结构的振动 ,而且对模态参数摄动具有较强的鲁棒性 ,并以悬臂梁的振动控制为例进行了数值计算 。

关键词 柔性结构 振动控制 独立模态空间控制(IMSC) H∞控制

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空间智能桁架的有限时间振动抑制控制 被引量：6

9

作者 孙延超 李传江 +1 位作者 常雅杰 马广富 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期27-34,共8页

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间... 航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性. 展开更多

关键词 挠性振动抑制 智能桁架结构 独立模态空间控制 扩张状态观测器 终端滑模控制

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板声传输主动控制辐射模态控制方法研究 被引量：4

10

作者 孙超 赵德有 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期8-14,共7页

为了使结构的低频强迫传声得到控制,研究了基于声辐射模态的结构声传输主动控制方法.提出了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系式,据此在解耦的独立模态空间建立了声辐射模态控制方程.通过基于H∞控制律的控制仿真计算,验证了使用... 为了使结构的低频强迫传声得到控制,研究了基于声辐射模态的结构声传输主动控制方法.提出了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系式,据此在解耦的独立模态空间建立了声辐射模态控制方程.通过基于H∞控制律的控制仿真计算,验证了使用声辐射模态控制方程进行结构声传输主动控制的有效性.相对于独立模态空间控制方程,声辐射模态控制方程在低频结构传声损失的控制上有明显的优势. 展开更多

关键词 压电单元 独立模态空间控制(IMSC) 传声损失 有限元/边界元

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地震拖缆的复模态振动主动控制 被引量：2

11

作者 张亮 张维竞 刘涛 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第1期49-53,共5页

地震拖缆系统的振动是影响海上油气勘探数据采集效率的主要因素,为提高勘探作业效率,研究了地震拖缆系统的主动振动控制问题。地震拖缆系统的重阻尼特性使得实模态控制技术难以实施。在地震拖缆系统有限元模型的基础上,基于模态观测器,... 地震拖缆系统的振动是影响海上油气勘探数据采集效率的主要因素,为提高勘探作业效率,研究了地震拖缆系统的主动振动控制问题。地震拖缆系统的重阻尼特性使得实模态控制技术难以实施。在地震拖缆系统有限元模型的基础上,基于模态观测器,在独立复模态空间,通过选择合适的权重矩阵,对地震拖缆的低阶模态设计了稳定的最优控制规律。通过对带有四个水鸟的拖缆系统的主动控制仿真,证明基于复模态的地震拖缆最优控制策略,在最大程度上利用水鸟自带电池能量的基础上,有效地抑制拖缆系统的振动,既能减少悬挂式水鸟更换频率,又能提高数据采集的质量,进而提高勘探作业效率。 展开更多

关键词 地震拖缆 水鸟 独立复模态空间 最优控制

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汽轮发电机组轴系扭振的鲁棒非线性控制 被引量：6

12

作者 王西田 于达仁 陈陈 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期33-37,共5页

提出将同步发电机及其励磁系统看做扭振励磁控制的执行元件,采用直接反馈线性化方法补偿其非线性因素,避免小偏差线性化模型的参数摄动问题,从而提高扭振励磁控制系统的鲁棒性。综合H∞扭振模态观测器、独立模态空间鲁棒控制器和非线性... 提出将同步发电机及其励磁系统看做扭振励磁控制的执行元件,采用直接反馈线性化方法补偿其非线性因素,避免小偏差线性化模型的参数摄动问题,从而提高扭振励磁控制系统的鲁棒性。综合H∞扭振模态观测器、独立模态空间鲁棒控制器和非线性反馈补偿律,提出一种轴系扭振的鲁棒非线性控制策略,在大范围工况下具有一致的全局性能,并且3个组成部分可以分别独立设计;另外,可以方便地与常规非线性励磁控制律综合在一起,而不影响后者阻尼低频振荡的性能。以一台300 MW汽轮发电机组第1阶扭振模态的阻尼控制为例,通过仿真验证鲁棒非线性控制器的性能优于常规线性控制器。 展开更多

关键词 汽轮发电机组 轴系扭振 鲁棒非线性控制 独立模态空间

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柔性梁结构的时滞主动控制 被引量：2

13

作者 蔡国平 洪嘉振 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期518-524,共7页

对考虑时滞影响的柔性悬臂梁的离散最优控制进行了研究。首先采用独立模态空间方法给出包含有时滞项的控制模态方程,然后将之离散化并通过状态变量增广转化成不含时滞的标准离散形式。离散形式的性能指标也转化成增广形式。则离散时滞... 对考虑时滞影响的柔性悬臂梁的离散最优控制进行了研究。首先采用独立模态空间方法给出包含有时滞项的控制模态方程,然后将之离散化并通过状态变量增广转化成不含时滞的标准离散形式。离散形式的性能指标也转化成增广形式。则离散时滞最优控制律可以针对增广的系统进行设计。因在最初的系统动力方程中就考虑了时滞项,且在推导离散模态控制律的过程中无近似处理,因而所给控制方法易于保证控制系统的稳定性。另外,文中还给出了从实际测量中提取模态坐标和将模态控制力转换成实际控制力的方法。最后通过数值仿真对本文所提控制方法的可行性和效果进行了验证。仿真结果显示,采用本文所提控制方法能够有效地抑制结构的振动。若在控制设计中忽略时滞,有可能引起动力失稳。 展开更多

关键词 柔性悬臂梁 独立模态空间方法 时滞 离散最优控制

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基于简支梁振动的主动控制技术研究 被引量：2

14

作者 周振龙 程光明 《机电工程》 CAS 2011年第4期418-421,共4页

振动主动控制技术正成为解决航空航天等领域振动控制问题的有效手段。压电材料由于其质量轻、响应速度快等优点在振动主动控制领域中占据了相当重要的位置。为验证其可行性,将简支梁简化成三自由度系统,建立了简支梁的运动微分方程和状... 振动主动控制技术正成为解决航空航天等领域振动控制问题的有效手段。压电材料由于其质量轻、响应速度快等优点在振动主动控制领域中占据了相当重要的位置。为验证其可行性,将简支梁简化成三自由度系统,建立了简支梁的运动微分方程和状态空间方程,基于独立模态空间控制法(IMSC)设计了系统的控制律。对简支梁在初始扰动和持续激励下的振动进行了主动控制实验。实验结果表明,所设计的控制系统能够有效抑制两种情况下简支梁的振动。 展开更多

关键词 简支梁 主动控制 压电驱动器 独立模态空间控制

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混凝土泵车臂架振动响应的主动控制实验研究 被引量：21

15

作者 黄毅 吴斌兴 王佳茜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期91-94,共4页

考虑混凝土泵车臂架结构特点,采用独立模态空间控制方法对泵送混凝土激励下的臂架末臂节振动响应进行了主动控制试验研究。针对泵车臂架系统的动力学模型,采用模态滤波技术和最优控制理论设计主动控制策略,通过优选臂节油缸的作动控制... 考虑混凝土泵车臂架结构特点,采用独立模态空间控制方法对泵送混凝土激励下的臂架末臂节振动响应进行了主动控制试验研究。针对泵车臂架系统的动力学模型,采用模态滤波技术和最优控制理论设计主动控制策略,通过优选臂节油缸的作动控制以实现对臂架一阶模态振动响应的实时控制。实验结果表明,采用该主动减振控制后水平工况下臂架末端的减振精度可达80%,取得了显著的减振实验效果。 展开更多

关键词 臂架振动 主动减振 独立模态空间控制 混凝土泵车

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