柔性梁内平衡模型降阶与主动控制的实验研究 被引量：3

1

作者 谢永 赵童 蔡国平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第8期946-955,共10页

内平衡降阶方法能够有效地解决柔性结构的模型降阶问题,尤其是对于频率密集结构.然而由于存在如何从物理传感器测量中提取内平衡模态坐标的问题,目前关于内平衡降阶方法的研究大多是在理论上进行探索,少有实验研究和工程应用报道.该文... 内平衡降阶方法能够有效地解决柔性结构的模型降阶问题,尤其是对于频率密集结构.然而由于存在如何从物理传感器测量中提取内平衡模态坐标的问题,目前关于内平衡降阶方法的研究大多是在理论上进行探索,少有实验研究和工程应用报道.该文以柔性梁为对象,开展内平衡降阶方法的理论与实验研究,并且基于降阶模型进行主动控制的设计.文中介绍了一个基于DSPTMS320F2812芯片的实验系统,提出了一个从物理传感器测量中提取内平衡模态坐标的近似方法,并且通过仿真与实验验证了该方法的可行性和有效性,基于降阶模型的控制设计能够有效地抑制梁的弹性振动. 展开更多

关键词 柔性梁 内平衡模型降阶 主动控制 实验

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海洋平台的时域低阶建模与主动控制研究 被引量：8

2

作者 刘松 蔡国平 董兴建 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期737-745,共9页

以海洋平台为对象,开展时域低阶建模与主动控制的研究.首先采用观测器/Kalman滤波器的系统辨识方法,根据系统的输入和输出时间历程数据计算出系统的Markov参数,然后采用特征系统实现方法建立起一个阶数较低的系统状态空间模型,随后基于... 以海洋平台为对象,开展时域低阶建模与主动控制的研究.首先采用观测器/Kalman滤波器的系统辨识方法,根据系统的输入和输出时间历程数据计算出系统的Markov参数,然后采用特征系统实现方法建立起一个阶数较低的系统状态空间模型,随后基于该低阶模型采用线性二次型高斯算法进行控制律的设计,最后将该控制律引入到系统的有限元模型中进行反馈闭环控制,验证控制律的有效性.数值仿真结果显示,所给方法是有效和可行的. 展开更多

关键词 海洋平台 OKID ERA 主动控制

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航天器太阳阵的刚柔耦合动力学与控制研究 被引量：4

3

作者 段柳成 李海泉 +1 位作者 刘晓峰 蔡国平 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期770-777,共8页

对空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学与控制问题进行较为全面的研究。基于Jourdain速度变分原理和单向递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用模糊自适应PD控制方法对航天器本体... 对空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学与控制问题进行较为全面的研究。基于Jourdain速度变分原理和单向递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用模糊自适应PD控制方法对航天器本体的姿态扰动进行主动控制。通过对考虑柔性效应的太阳阵展开与锁定过程的数值仿真,较好地预测了太阳阵展开历程及航天器本体姿态扰动情况。另外,通过采用模糊自适应PD控制方法与传统PD控制方法进行仿真比较,验证了该控制方法对航天器姿态控制的有效性。 展开更多

关键词 刚柔耦合动力学 太阳阵 单向递推组集 模糊自适应PD控制 ADAMS

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柔性板的时滞H_∞控制的理论与实验研究 被引量：2

4

作者 赵童 陈龙祥 蔡国平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1043-1053,共11页

以柔性板为对象,开展时滞H_∞控制的理论与实验研究.首先给出柔性板的时滞动力学方程;然后利用Lyapunov-Krasovskii泛函和自由权矩阵法,推导了闭环时滞系统渐近稳定的矩阵不等式;进而根据该矩阵不等式采用参数调节法及遗传算法,研究了... 以柔性板为对象,开展时滞H_∞控制的理论与实验研究.首先给出柔性板的时滞动力学方程;然后利用Lyapunov-Krasovskii泛函和自由权矩阵法,推导了闭环时滞系统渐近稳定的矩阵不等式;进而根据该矩阵不等式采用参数调节法及遗传算法,研究了如下两类控制设计问题:已知控制律求解最大稳定时滞量,已知最大稳定时滞量求解H_∞控制律;最后对理论研究成果进行了数值仿真和实验验证.结果显示,获得的H_∞控制律能够有效地抑制板的弹性振动,所确定出的保证系统稳定性的时滞区间更接近实际情况. 展开更多

关键词 柔性板 主动控制 矩阵不等式 时滞 实验

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考虑铰摩擦的柔性太阳阵展开动力学研究 被引量：2

5

作者 段柳成 李海泉 +1 位作者 刘晓峰 蔡国平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期957-970,共14页

研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动... 研究了空间漂浮航天器太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合动力学问题.基于Jourdain速度变分原理和单项递推组集方法,建立了太阳阵展开与锁定过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,采用虚功率原理推导了铰摩擦对系统动力学方程的贡献.在以上动力学模型中引入3-D鬃毛摩擦模型来研究铰链的摩擦特性对太阳阵展开动力学的影响.所建动力学模型的正确性通过与商业软件ADAMS和NASTRAN的联合仿真对比得到了验证,该模型能够有效地预测太阳阵的展开历程以及航天器姿态的动态行为. 展开更多

关键词 柔性太阳阵 展开动力学 铰摩擦 单向递推组集 虚功率原理

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柔性板时滞鲁棒控制的实验研究

6

作者 赵童 陈龙祥 蔡国平 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期225-231,共7页

以柔性板为对象,开展时滞H∞反馈控制的理论与实验研究。首先通过一种特殊形式的积分变换,将时滞方程转化为无时滞的标准状态方程形式,然后采用线性矩阵不等式设计H∞控制律,最后开展数值仿真与实验验证。结果显示,所给时滞H∞控制律不... 以柔性板为对象,开展时滞H∞反馈控制的理论与实验研究。首先通过一种特殊形式的积分变换,将时滞方程转化为无时滞的标准状态方程形式,然后采用线性矩阵不等式设计H∞控制律,最后开展数值仿真与实验验证。结果显示,所给时滞H∞控制律不但可以处理小时滞量问题,也能处理大时滞量问题,而且具有对结构固有参数和时滞量不确定性的鲁棒性。 展开更多

关键词 柔性板 H∞控制 时滞 实验

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基于加速度信号的柔性板的挠性参数辨识 被引量：5

7

作者 谢永 刘盼 蔡国平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期128-135,共8页

以柔性板为对象,开展了结构挠性参数辨识技术的研究.给出了一种基于加速度信号输出的特征系统实现算法的计算格式,基于粒子群优化算法给出了加速度传感器在柔性板上的优化位置.仿真结果显示,粒子群方法能够有效地确定出传感器在板上的... 以柔性板为对象,开展了结构挠性参数辨识技术的研究.给出了一种基于加速度信号输出的特征系统实现算法的计算格式,基于粒子群优化算法给出了加速度传感器在柔性板上的优化位置.仿真结果显示,粒子群方法能够有效地确定出传感器在板上的优化位置,特征系统实现算法能够有效地辨识出结构的挠性参数. 展开更多

关键词 柔性板 参数辨识 加速度信号

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考虑界面转角自由度的频域子结构法研究 被引量：9

8

作者 吴仕超 蔡国平 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期323-326,共4页

采用Jetm undsen频域子结构法,针对空间刚架结构的综合进行了数值仿真,研究了界面自由度的完整性对于综合结果的影响,讨论了一种间接获取转角自由度相关频响函数信息的方法。仿真结果显示,频域子结构综合法能够有效地预报结构的动力学性... 采用Jetm undsen频域子结构法,针对空间刚架结构的综合进行了数值仿真,研究了界面自由度的完整性对于综合结果的影响,讨论了一种间接获取转角自由度相关频响函数信息的方法。仿真结果显示,频域子结构综合法能够有效地预报结构的动力学性能,而通过引入间接获取的转角自由度的频响信息能在一定程度上改善预报质量。 展开更多

关键词 刚架结构 频域子结构法 界面转角自由度 模态分析

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时滞反馈控制的若干问题 被引量：11

9

作者 蔡国平 陈龙祥 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期21-28,共8页

近几十年来,时滞系统动力学的研究得到了众多学者的大量关注,研究者在时滞系统的稳定性、非线性、辨识、时滞消除与利用技术等方面做了大量研究,取得了许多成果.本文主要介绍作者十多年来在时滞系统动力学方面的研究成果,包括时滞辨识... 近几十年来,时滞系统动力学的研究得到了众多学者的大量关注,研究者在时滞系统的稳定性、非线性、辨识、时滞消除与利用技术等方面做了大量研究,取得了许多成果.本文主要介绍作者十多年来在时滞系统动力学方面的研究成果,包括时滞辨识、两种基于时滞方程的控制律的设计方法、时滞鲁棒控制律的设计、时滞正反馈控制技术、非线性结构时滞控制律的设计、时滞实验等内容. 展开更多

关键词 时滞反馈控制 研究进展

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捆绑式运载火箭的模型降阶 被引量：4

10

作者 章敏 蔡国平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1317-1321,共5页

以捆绑式运载火箭为对象,开展了先局部、后整体的两步模型降阶研究,其中局部降阶法采用模态综合技术,整体降阶法采用模态价值分析方法,最后通过数值仿真验证了本文所提出的两步降阶方法的有效性。

关键词 运载火箭 模型降阶 模态综合法 模态价值分析方法

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基于应力分析的桁架结构双向拓扑优化方法 被引量：3

11

作者 何林伟 蔡国平 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期269-273,352,共5页

结构拓扑优化问题的研究多是采用基结构的思路,通过删除在设计区域内的不必要单元来得到结构的最优拓扑构型。本文探索了一种增加单元与删除单元相结合的双向拓扑优化方法,采用了网格与杆件两类单元对桁架进行分析:在高应力杆件单元周... 结构拓扑优化问题的研究多是采用基结构的思路,通过删除在设计区域内的不必要单元来得到结构的最优拓扑构型。本文探索了一种增加单元与删除单元相结合的双向拓扑优化方法,采用了网格与杆件两类单元对桁架进行分析:在高应力杆件单元周围生成新网格单元,并且删除低应力的杆单元,结构逐渐进化,从而得到优化的拓扑构型。文章最后通过数值算例,表明该方法是可行的。 展开更多

关键词 桁架结构 双向拓扑优化 应力

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连续结构拓扑优化的一种简单实现 被引量：2

12

作者 何林伟 蔡国平 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期687-691,共5页

通过基结构的方式,给出一种连续结构拓扑优化的简单方法。该方法通过比较相邻两次迭代过程中结构各单元的性能指标,计算出下一迭代步中的优化变量值,基结构中多余的单元被删除,从而获得结构的最优拓扑构型。利用该计算思路,分别介绍von ... 通过基结构的方式,给出一种连续结构拓扑优化的简单方法。该方法通过比较相邻两次迭代过程中结构各单元的性能指标,计算出下一迭代步中的优化变量值,基结构中多余的单元被删除,从而获得结构的最优拓扑构型。利用该计算思路,分别介绍von Mises应力和应变能约束下连续结构的拓扑优化方法,通过若干数值算例验证所给方法是有效和可行的。 展开更多

关键词 连续结构 拓扑优化 von Mises应力 应变能

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轴向运动梁的激励功率谱辨识 被引量：1

13

作者 刘涛 吴炜 +1 位作者 史济涛 蔡国平 《航空兵器》 2014年第4期45-48,66,共5页

以轴向运动柔性梁为对象,采用Hamilton原理建立了轴向运动柔性梁的运动微分方程,采用复模态分析方法推导了两端简支梁和两端自由梁边界条件下的系统固有频率方程,采用Ritz法对系统运动微分方程离散化,进行系统在外激励作用下的响应分析... 以轴向运动柔性梁为对象,采用Hamilton原理建立了轴向运动柔性梁的运动微分方程,采用复模态分析方法推导了两端简支梁和两端自由梁边界条件下的系统固有频率方程,采用Ritz法对系统运动微分方程离散化,进行系统在外激励作用下的响应分析,并在频域空间导出了随机外部激励的功率谱与系统响应的功率谱之间的转换关系,开展了激励功率谱的辨识工作。仿真结果表明,本文所给方法能够有效地对外部激励的功率谱进行辨识。 展开更多

关键词 轴向运动梁 功率谱辨识 复模态分析 RITZ法 随机激励

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柔性梁分布式外部载荷识别方法

14

作者 刘涛 吴炜 +1 位作者 史济涛 蔡国平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第16期14-17,共4页

以柔性梁为对象,给出分布式外部载荷识别方法。该方法将振动控制与载荷观测相结合,控制律用于梁振动抑制,扰动力观测器用于外部载荷实时观测。仿真结果表明,变结构控制律能有效抑制梁的弹性振动,扰动力观测器能有效对外部载荷进行识别。

关键词 柔性梁 载荷识别 变结构控制 扰动力观测器

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薄膜天线结构模态参数的在轨辨识 被引量：6

15

作者 吕娟霞 蔡国平 +2 位作者 彭福军 张华 吕亮亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期82-85,共4页

采用特征系统实现算法(ERA)对薄膜天线结构模态参数的在轨辨识进行研究。对一种薄膜天线的结构形式进行简介,给出了ERA方法的基本原理,将ERA方法应用于薄膜天线结构的固有频率和模态的辨识。仿真结果显示,ERA方法可以有效地辨识出薄膜... 采用特征系统实现算法(ERA)对薄膜天线结构模态参数的在轨辨识进行研究。对一种薄膜天线的结构形式进行简介,给出了ERA方法的基本原理,将ERA方法应用于薄膜天线结构的固有频率和模态的辨识。仿真结果显示,ERA方法可以有效地辨识出薄膜天线结构的低阶固有频率和模态。 展开更多

关键词 薄膜天线结构 固有频率 模态 在轨辨识 特征系统实现算法(ERA)

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柔性结构的载荷识别 被引量：1

16

作者 蔡明哲 李超 +1 位作者 洪文超 蔡国平 《噪声与振动控制》 CSCD 2013年第1期64-67,共4页

作为动力学逆问题的载荷识别一直是科技与工程领域关注的课题。选择柔性悬臂梁为对象,开展载荷识别与主动控制问题的研究,给出一种基于变结构控制算法的载荷识别方法和控制律的设计方法。研究结果显示,所给方法能够有效地辨识出结构所... 作为动力学逆问题的载荷识别一直是科技与工程领域关注的课题。选择柔性悬臂梁为对象,开展载荷识别与主动控制问题的研究,给出一种基于变结构控制算法的载荷识别方法和控制律的设计方法。研究结果显示,所给方法能够有效地辨识出结构所受到的外部载荷,变结构控制律能够有效地抑制梁的弹性振动。 展开更多

关键词 振动与波 柔性结构 载荷识别 振动控制

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