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双层准零刚度隔振系统吸引子迁移控制特性
1
作者 马召召 余永华 +2 位作者 杨庆超 周瑞平 柴凯 《力学学报》 北大核心 2025年第3期730-739,共10页
非线性隔振系统普遍存在多稳态吸引子共存现象,运行在不同吸引子上时则具有不同的隔振效果.为保证非线性隔振系统处于最优的隔振状态,以双层准零刚度隔振(two-stage quasi-zero stiffness vibration isolation,TQZS VI)系统为对象,对其... 非线性隔振系统普遍存在多稳态吸引子共存现象,运行在不同吸引子上时则具有不同的隔振效果.为保证非线性隔振系统处于最优的隔振状态,以双层准零刚度隔振(two-stage quasi-zero stiffness vibration isolation,TQZS VI)系统为对象,对其吸引子迁移控制特性展开分析.首先,建立了TQZS VI系统动力学模型,采用参数延拓跟踪方法和并行胞映射方法分别揭示了TQZS VI系统全局分岔特性和吸引子共存特性,在不同激励力幅值作用下TQZS VI系统具有显著的分岔特性,包括周期运动(周期1,2和3等)以及混沌运动.然后,基于吸引子迁移控制理论,采用经典指数趋近律提出了一种基于滑模变结构的吸引子迁移控制方法,其无需建立非线性控制项且目标轨道函数传输域具备全局性.最后,采用所提出的吸引子迁移控制方法构建了TQZS VI系统迁移控制项,并揭示了TQZS VI系统在不同目标轨道以及吸引子之间的迁移控制特性.结果表明,基于滑模变结构的吸引子迁移控制方法能够有效控制TQZS VI系统的运动状态,可为非线性隔振系统状态控制和减振降噪提供一种新思路. 展开更多
关键词 非线性隔振 准零刚度 吸引子 滑模变结构 迁移控制
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分散式多通道振动主动控制算法稳定性分析及改进策略研究
2
作者 刘长猛 史鲲 +1 位作者 韩玉迎 傅晓晗 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第2期310-315,共6页
分散式多通道振动主动控制技术具有计算量低、组合灵活等优势。然而,由于忽略了受控结构的部分信息,传统分散式多通道控制系统的稳定性难以得到保障,并且其稳定性与控制效果之间存在相互制约的关系。基于对分散式多通道振动主动控制系... 分散式多通道振动主动控制技术具有计算量低、组合灵活等优势。然而,由于忽略了受控结构的部分信息,传统分散式多通道控制系统的稳定性难以得到保障,并且其稳定性与控制效果之间存在相互制约的关系。基于对分散式多通道振动主动控制系统的稳定性分析,提出了一种改进的分散式多通道振动主动控制算法,结合仿真对比了改进前后的抑振性能。结果表明:改进的分散式多通道振动主动控制算法实现了限制参数的实时估计与动态优化,使分散式多通道控制系统在抑振效果与稳定性之间达到最佳平衡,有效抑制次级通道特性发生突变结构的振动响应,两个通道的振动响应幅值分别降至控制前的11.8%和24.9%。 展开更多
关键词 结构振动 多通道 分散式控制 振动主动控制 稳定性
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基于SMA支承的转子振动控制方法与试验研究
3
作者 马钰祥 臧朝平 +3 位作者 邢广鹏 金福艺 袁善虎 贾志刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期69-79,共11页
提出了基于形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)可控刚度支承的转子系统过临界转速振动控制方法,并试验验证了其有效性。首先,通过对SMA弹簧开展刚度测试得到弹簧的变刚度特性,建立SMA弹簧温度-刚度模型,设计了SMA变刚度支承结构。然... 提出了基于形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)可控刚度支承的转子系统过临界转速振动控制方法,并试验验证了其有效性。首先,通过对SMA弹簧开展刚度测试得到弹簧的变刚度特性,建立SMA弹簧温度-刚度模型,设计了SMA变刚度支承结构。然后,提出了一种基于变刚度支承的转子系统振动响应控制方法,以带有多个变刚度支承的柔性转子系统为例,对支承的变刚度策略进行优化设计。最后,开展了基于SMA可控刚度支承的转子系统振动控制试验,过1、2阶临界最大振幅减振率分别可达到39.84%和57.93%,验证了转子系统支承刚度变化策略对过临界转速时振动抑制的有效性。 展开更多
关键词 转子 形状记忆合金 振动控制 变刚度 可控刚度支承
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某机场塔台结构设计
4
作者 安逸舟 《工程建设与设计》 2024年第17期23-25,共3页
机场塔台是机场中的航空交通服务设施,立面呈下小上大的形状。为减轻自重提高整体稳定性,结构选型时上部外扩部分采用不同材料,对比自重、刚重比和地震工况下最大位移角等整体指标,轻质钢结构材料更合理。单钢柱多角度钢梁连接节点是设... 机场塔台是机场中的航空交通服务设施,立面呈下小上大的形状。为减轻自重提高整体稳定性,结构选型时上部外扩部分采用不同材料,对比自重、刚重比和地震工况下最大位移角等整体指标,轻质钢结构材料更合理。单钢柱多角度钢梁连接节点是设计工程中需重点关注的内容,合理设计可有效减少应力集中的现象并且利于施工,保证工程质量。基础设计工程中采用变刚度设计可充分发挥桩基承载力,使得底部基础受力更均匀、合理。 展开更多
关键词 塔台 结构选型 变刚度
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电液式变刚度结构振动控制系统的稳定性分析 被引量：8
5
作者 李敏霞 刘季 《振动与冲击》 EI CSCD 1999年第2期81-83,共3页
本文首先介绍了电液式可变刚度系统的原理，然后给出了其结构振动控制系统的方程，最后对该控制系统的稳定性进行了分析研究。
关键词 结构振动控制 可变刚度 稳定性 电液式
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独立驱动电动汽车稳定性的滑模变结构控制 被引量：37
6
作者 林程 彭春雷 曹万科 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期132-138,共7页
为充分利用双电机独立驱动电动汽车两侧电机独立可控这个特点来提高车辆稳定性,在研究汽车动力学与稳定性特点的基础上,利用MATLAB/Simulink建立了包括任意路径下的单点预瞄驾驶员模型和"魔术公式"轮胎模型在内的8自由度的&qu... 为充分利用双电机独立驱动电动汽车两侧电机独立可控这个特点来提高车辆稳定性,在研究汽车动力学与稳定性特点的基础上,利用MATLAB/Simulink建立了包括任意路径下的单点预瞄驾驶员模型和"魔术公式"轮胎模型在内的8自由度的"人-车"闭环动力学仿真平台。运用滑模变结构控制原理,分别设计了以两侧电机为执行机构,以横摆角速度、质心侧偏角和横摆角速度与质心侧偏角联合为控制变量的3种等速趋近滑模变结构控制器,在仿真平台进行了稳定性控制的仿真。结果表明,3种控制器均可有效提高汽车极端工况下的操纵稳定性,其中,又以横摆角速度与质心侧偏角为联合控制变量的控制器效果最好。 展开更多
关键词 独立驱动电动车 稳定性控制 驾驶员模型 滑模变结构控制器
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空间飞行器大角度机动递阶饱和控制律设计 被引量：6
7
作者 董朝阳 华莹 +1 位作者 陈宇 王青 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期974-978,共5页
针对以飞轮为执行机构的空间飞行器进行姿态大角度机动递阶饱和控制。在初始状态任意,反作用轮输出力矩受限、速率饱和约束条件下,提出递阶饱和的变结构机动策略,即针对飞行器的运动学模型,利用飞行器的误差四元数和角速度,通过绕瞬时... 针对以飞轮为执行机构的空间飞行器进行姿态大角度机动递阶饱和控制。在初始状态任意,反作用轮输出力矩受限、速率饱和约束条件下,提出递阶饱和的变结构机动策略,即针对飞行器的运动学模型,利用飞行器的误差四元数和角速度,通过绕瞬时欧拉轴旋转,引入误差四元数限幅器,对姿态偏差进行逐次消除,提出了不需事先规划轨迹的绕欧拉轴逐次逼近控制算法。并且引入模糊推理规则来改进递阶饱和变结构控制设计,使得系统轨迹既能快速趋近滑动面又能降低抖振,有效减弱了一般变结构控制律中抖振问题,从而提高了变结构控制律的品质。 展开更多
关键词 空间飞行器姿态控制 变结构控制 模糊控制 LYAPUNOV稳定性
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陀螺稳定平台的滑膜变结构控制实验研究 被引量：8
8
作者 姚兆 刘杰 +2 位作者 李允公 衣英刚 高飞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1019-1024,共6页
针对高精度陀螺稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以挠性陀螺为惯性传感器的双轴陀螺稳定平台。介绍了该平台的结构,分析了影响平台稳定精度的因素,并针对速率陀螺反馈加传统PID控制不能实现稳定角度无静差的问题,尝试了一... 针对高精度陀螺稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以挠性陀螺为惯性传感器的双轴陀螺稳定平台。介绍了该平台的结构,分析了影响平台稳定精度的因素,并针对速率陀螺反馈加传统PID控制不能实现稳定角度无静差的问题,尝试了一种滑膜变结构控制策略。试验结果表明,采用滑膜变结构控制方法后,陀螺稳定平台精度可提高50%以上。 展开更多
关键词 工程控制论 陀螺稳定平台 瞄准线稳定 滑膜变结构控制 挠性陀螺
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非线性能量阱技术研究综述 被引量：31
9
作者 鲁正 王自欣 吕西林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期1-16,26,共17页
结构振动问题普遍存在于各个工程领域,有效地抑制结构振动对提高零件的加工质量、延长机械的使用寿命以及增加结构的安全性与舒适度至关重要。非线性能量阱(NES)以其轻质,鲁棒性强,减振频带宽等优点,在非线性消能减振方面具有良好的应... 结构振动问题普遍存在于各个工程领域,有效地抑制结构振动对提高零件的加工质量、延长机械的使用寿命以及增加结构的安全性与舒适度至关重要。非线性能量阱(NES)以其轻质,鲁棒性强,减振频带宽等优点,在非线性消能减振方面具有良好的应用前景;介绍了非线性能量阱的基本概念、发展与研究现状,综述了非线性能量阱在土木工程、航空航天领域、机械领域、生命线工程以及能量采集中的应用进展。在此基础上,对非线性能量阱的设计与应用进行了评述,指出其在工程应用中的优势与不足,并针对实际工程可能遇到的问题提出了建议,对非线性能量阱技术的后续研究进行了展望。 展开更多
关键词 非线性能量阱(NES) 非线性阻尼器 刚度非线性 消能减振 结构振动控制 颗粒阻尼
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甲板上牵引车-直升机系统的稳定性控制 被引量：6
10
作者 王能建 周丽杰 刘红博 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1146-1152,共7页
探讨了甲板上牵引车牵引直升机行驶时,通过主动控制牵引车后轮转向角来提高直升机牵引系统操纵稳定性的基本原理.考虑船体横摇、纵摇和垂荡3个自由度的耦合运动对牵引系统产生的惯性力,建立了包含转向子系统模型在内的3自由度时变、非... 探讨了甲板上牵引车牵引直升机行驶时,通过主动控制牵引车后轮转向角来提高直升机牵引系统操纵稳定性的基本原理.考虑船体横摇、纵摇和垂荡3个自由度的耦合运动对牵引系统产生的惯性力,建立了包含转向子系统模型在内的3自由度时变、非线性牵引车-直升机系统动力学模型.针对直升机参数和海洋环境的不确定性,结合转向子系统特性,应用扩展后的反演变结构控制方法设计了牵引车后轮主动转向+前轮补偿转向控制器.仿真结果表明,变结构控制器在有效控制牵引车和直升机之间相对横摆角速度的同时,很好地跟随了理想模型,增强了牵引系统的操作性;并且控制系统能够很好地克服参数摄动和不确定的外界干扰对系统稳定性的影响. 展开更多
关键词 牵引运动 稳定性 变结构控制 鲁棒性
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基于Lyapunov直接法的柔性梁振动控制 被引量：4
11
作者 刘屿 黄浩维 +1 位作者 邬依林 吴忻生 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期24-29,43,共7页
为避免控制溢出和保证控制系统实时性,针对具有边界未知扰动和变张力的柔性梁振动边界控制问题,基于柔性梁无穷维分布参数模型,结合边界控制技术和Lyapunov直接法设计了比例-微分(PD)边界控制器,用于对柔性梁的振动进行主动控制.该边界... 为避免控制溢出和保证控制系统实时性,针对具有边界未知扰动和变张力的柔性梁振动边界控制问题,基于柔性梁无穷维分布参数模型,结合边界控制技术和Lyapunov直接法设计了比例-微分(PD)边界控制器,用于对柔性梁的振动进行主动控制.该边界控制方法可使柔性梁系统达到外界干扰下的一致有界和指数稳定;所设计的PD控制器简单且独立于柔性梁系统参数,可确保系统具有较好的实时性和鲁棒性.仿真结果表明,文中控制方法能有效地抑制柔性梁的振动,降低其振动幅值. 展开更多
关键词 柔性结构 振动 边界控制 LYAPUNOV函数 稳定性
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飞行器耦合通道控制系统的独立设计方法研究 被引量：5
12
作者 周军 周凤岐 李言俊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期65-69,共5页
一些诸如倾斜转弯导弹、三轴稳定卫星等航空航天飞行器存在着较强的通道间耦合作用，使得传统三通道独立设计方法遇到了困难。本文基于变结构控制理论研究了一种新的三通道独立设计思想和方法，并着重从稳定性的角度设计了飞行器耦合通... 一些诸如倾斜转弯导弹、三轴稳定卫星等航空航天飞行器存在着较强的通道间耦合作用，使得传统三通道独立设计方法遇到了困难。本文基于变结构控制理论研究了一种新的三通道独立设计思想和方法，并着重从稳定性的角度设计了飞行器耦合通道的控制系统。 展开更多
关键词 变结构控制 稳定性 耦合 飞行器 控制系统
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再入弹头质量矩复合控制系统设计 被引量：6
13
作者 李瑞康 荆武兴 +1 位作者 高长生 杜华军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第4期43-48,52,共7页
针对提出的再入弹头质量矩复合控制模式,利用变结构控制方法设计了三通道的姿态控制律。为了抑制滑块跟踪运动和再入过程中非对称气动烧蚀带来的影响以及满足快速、鲁棒性的要求,设计了基于时间最优的滚动通道的稳定控制律;用双积分系... 针对提出的再入弹头质量矩复合控制模式,利用变结构控制方法设计了三通道的姿态控制律。为了抑制滑块跟踪运动和再入过程中非对称气动烧蚀带来的影响以及满足快速、鲁棒性的要求,设计了基于时间最优的滚动通道的稳定控制律;用双积分系统的时间性能指标来确定切换线,同时构造双切换函数以及在原点领域切换为连续控制律来解决开关颤振问题;为了抑制滑块运动带来的影响,在滑块结构布局优化的基础上,利用变结构设计了俯仰和偏航通道姿态控制律。最后,通过非线性系统仿真验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 质量矩控制 滚动稳定 再入弹头 变结构控制
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变刚度振动控制在电信大楼抗震设计中的应用研究 被引量：3
14
作者 庄中华 李敏霞 +1 位作者 孙大胜 王恒新 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期7-10,共4页
本文结合某电信大楼结构实际工程 ,应用电液式变刚度结构振动控制系统 ,对其进行抗震控制的计算和技术经济分析。计算结果表明 :在结构中采用电液式变刚度结构控制系统 ,不仅结构的地震反应得到了有效的控制 。
关键词 抗震设计 结构振动控制 可变刚度 技术经济分析 建筑物 电液式控制系统
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控制受限的挠性航天器姿态机动自适应变结构输出反馈控制 被引量：8
15
作者 胡庆雷 马广富 姜野 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期875-879,共5页
针对挠性航天器飞轮输出力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的自适应变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及自适应变结构输出反馈控制器设计的方法,并采用Lyap... 针对挠性航天器飞轮输出力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的自适应变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及自适应变结构输出反馈控制器设计的方法,并采用Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及稳定性。最后,将本文提出的控制方法应用于挠性航天器的姿态机动控制,并与传统的控制方法进行比较。数值仿真研究:在反作用飞轮的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,有效地抑制挠性附件的振动;此方法具有设计简单、易于实现和鲁棒性好等特点。 展开更多
关键词 挠性航天器 变结构控制 姿态机动 非线性输入 振动抑制
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基于非线性能量吸振器的高耸结构减振分析 被引量：18
16
作者 陈勇 徐羿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期27-32,54,共7页
非线性能量阱(NES)类型的振子具有宽频吸振的特性,可利用其对高耸结构进行减振。通过建立相应的偏微分运动方程,并利用伽辽金法及Rauscher方法,获得了非线性模态的解析解,揭示了NES振子的吸振原理。再通过非线性有限元分析,对该系统振... 非线性能量阱(NES)类型的振子具有宽频吸振的特性,可利用其对高耸结构进行减振。通过建立相应的偏微分运动方程,并利用伽辽金法及Rauscher方法,获得了非线性模态的解析解,揭示了NES振子的吸振原理。再通过非线性有限元分析,对该系统振动特性随NES振子各参数的变化进行了研究。研究结果表明:NES振子存在最优参数从而明显地抑制结构振动,最大可使结构振动减为原来的20%左右;所提出的经验公式可方便地计算NES振子立方非线性刚度系数的最优值,且与有限元计算结果吻合。 展开更多
关键词 高耸结构 立方非线性刚度 非线性能量吸振器 振动控制
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带有输入非线性的挠性航天器姿态机动变结构控制 被引量：17
17
作者 胡庆雷 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期630-634,共5页
针对挠性航天器反作用飞轮输入力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及变结构输出反馈控制器设计的方法,并保证闭环系统... 针对挠性航天器反作用飞轮输入力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及变结构输出反馈控制器设计的方法,并保证闭环系统渐近稳定;另外,为了避免确定不确定性和外干扰界函数上限的困难,又给出了一种自适应变结构输出反馈控制器的设计方法,并基于Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及稳定性。最后,将本文提出的两种控制方法应用于三轴稳定挠性航天器的姿态机动控制,并进行数值仿真研究。仿真结果表明:在反作用飞轮的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,使得挠性附件的振动幅值远远小于0.001,有效地抑制挠性附件的振动。 展开更多
关键词 挠性航天器 变结构控制 姿态机动 非线性输入 振动抑制
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挠性航天器高精度智能控制方案研究 被引量：6
18
作者 李广兴 周军 周凤岐 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1196-1200,共5页
从工程角度出发,研究了智能控制方案,旨在提高挠性航天器的姿态指向精度和稳定度。针对挠性模态不可测的特点,文中采用了输出反馈变结构控制来抑制挠性附件的振动,并用神经网络自适应控制来补偿系统的不确定性因素。智能控制的引入使得... 从工程角度出发,研究了智能控制方案,旨在提高挠性航天器的姿态指向精度和稳定度。针对挠性模态不可测的特点,文中采用了输出反馈变结构控制来抑制挠性附件的振动,并用神经网络自适应控制来补偿系统的不确定性因素。智能控制的引入使得控制器具有很强的自学习和自适应能力,可降低不确定性因素对系统产生的影响,减小系统的稳态误差,从而达到高精度控制的目的。仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 挠性结构 输出反馈变结构控制 神经网络 自适应控制 振动抑制
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挠性航天器姿态机动的主动振动控制 被引量：6
19
作者 周连文 周军 李卫华 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2006年第6期31-33,37,共4页
研究了挠性航天器姿态机动过程中挠性附件的主动振动控制问题。针对刚性主体上带有挠性梁的航天器,在建立挠性系统动力学模型的基础上,采用滑模变结构控制策略进行挠性航天器的大角度机动控制,为了快速抑制由于刚体运动而激发的弹性振动... 研究了挠性航天器姿态机动过程中挠性附件的主动振动控制问题。针对刚性主体上带有挠性梁的航天器,在建立挠性系统动力学模型的基础上,采用滑模变结构控制策略进行挠性航天器的大角度机动控制,为了快速抑制由于刚体运动而激发的弹性振动,在挠性梁上配置压电致动器,并通过速度反馈设计压电致动器的控制律。仿真结果表明,此方法在实现了旋转机动的同时,有效抑制了弹性振动。 展开更多
关键词 挠性航天器 变结构控制 压电致动器 振动抑制
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基于实车传动系统动力学特性的变刚度扭转吸振器减振控制 被引量：5
20
作者 高普 项昌乐 刘辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2443-2450,共8页
频率自适应变刚度扭转吸振器的半主动控制研究是实现动力传动系统扭转减振的关键。针对某履带车辆动力传动系统,建立含变刚度扭转减振器的系统动力学模型,基于系统模型提出瞬态查表和稳态寻优结合的控制策略,有效地消除系统外部激励主... 频率自适应变刚度扭转吸振器的半主动控制研究是实现动力传动系统扭转减振的关键。针对某履带车辆动力传动系统,建立含变刚度扭转减振器的系统动力学模型,基于系统模型提出瞬态查表和稳态寻优结合的控制策略,有效地消除系统外部激励主导频率识别偏差,使变刚度扭转吸振器能够快速跟随外部激励主频,实现扭转吸振器的半主动控制。仿真和试验的研究结果表明,所提综合控制方案能有效提升减振性能10%。 展开更多
关键词 变刚度扭转吸振器 车辆动力传动系统 控制策略 主导频率
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