機械結(jié)構(gòu)動力學(xué)-資料下載頁
2025-06-26 01:44本頁面
【正文】 , 以及抑制往復(fù)式內(nèi)燃機振動都不乏有成功的范例。 振動主動控制通常包括兩類控制方式: 開環(huán)控制與閉環(huán)控制。目前研究與應(yīng)用較多的是主動閉環(huán)控制, 它的基本思想是通過適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)狀態(tài)或輸出反饋, 產(chǎn)生一定的控制作用來主動改變被控制結(jié)構(gòu)的閉環(huán)零、極點配置或結(jié)構(gòu)參數(shù), 從而使系統(tǒng)滿足預(yù)定的動態(tài)特性要求。其中, 反饋控制律設(shè)計方法基本上是沿用控制理論中已有的成果, 幾乎涉及到控制理論的所有分支, 諸如極點配置、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、魯棒控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制與智能控制等多種方法。下面簡要介紹結(jié)構(gòu)振動主動控制采用的主要方法及其存在的問題。 a 獨立模態(tài)空間方法 M eirovitch 等人提出的獨立模態(tài)空間控制方法在分布參數(shù)系統(tǒng)的振動控制領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。它的基本思想是利用模態(tài)坐標(biāo)變換把整個結(jié)構(gòu)的振動控制轉(zhuǎn)化為對各階主模態(tài)控制, 目的在于直接改變結(jié)構(gòu)的特定振型和剛度。這種方法直觀簡便, 物理概念清楚, 充分利用了模態(tài)分析技術(shù), 使控制設(shè)計得到了簡化, 但先決條件為被控系統(tǒng)完全可控和完全可觀, 且必須預(yù)先知道應(yīng)該控制的特定模態(tài)。在實際控制中, 由于模態(tài)截斷引起“控制溢出”和“觀測溢出”, 前者將影響實際系統(tǒng)的性能, 而后者有可能導(dǎo)致殘余模態(tài)的不穩(wěn)定, 因而獨立模態(tài)空間控制要求觀測器數(shù)目和作動器數(shù)目等于被控模態(tài)數(shù), 這極大地限制了其實際應(yīng)用。為此,A Baz 與S Pah等人提出了修正獨立模態(tài)空間控制(M IM SC) 方法[ 10 ] , 在一定程度上克服了“模態(tài)溢出”問題。 b 極點配置法 極點配置法, 也稱特征結(jié)構(gòu)配置, 包括特征值配置和特征向量配置兩部分。系統(tǒng)的特征值決定系統(tǒng)的動態(tài)特性, 特征向量影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。根據(jù)對被控系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的要求, 確定系統(tǒng)的特征值與特征向量的分布, 通過反饋或輸出反饋來改變系統(tǒng)極點位置, 從而實現(xiàn)規(guī)定要求。但是, 極點配置在工程實際中極難調(diào)整到合適的位置, 通常需將極點配置退化為極點區(qū)配置。為了克服普通極點配置法僅能配置頻率的缺點, 文獻[14 ]提出了頻率、模態(tài)向量的特征結(jié)構(gòu)配置法, 同時兼顧了零、極點的分布。由于傳感器amp。710。作動器的最優(yōu)位置不僅與受控結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率和振型有關(guān), 還與系統(tǒng)極點位置有關(guān), 文獻[15 ]在常規(guī)極點配置法基礎(chǔ)上, 提出了同時優(yōu)化系統(tǒng)極點和傳感器。作動器位置的聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計方法。 c 最優(yōu)控制方法 最優(yōu)控制方法就是利用極值原理、最優(yōu)濾波或動態(tài)規(guī)劃等最優(yōu)化方法來求解結(jié)構(gòu)振動最優(yōu)控制輸入的一種設(shè)計方法。最優(yōu)控制問題可表達為有約束非線性規(guī)劃問題, 通常采用受控結(jié)構(gòu)的狀態(tài)響應(yīng)與控制輸入的加權(quán)二次型作為性能指標(biāo), 以便同時保證受控結(jié)構(gòu)的動態(tài)穩(wěn)定性和控制經(jīng)濟性。如何根據(jù)特定的控制要求適當(dāng)選擇加權(quán)矩陣, 目前尚無成熟的理論, 只能采用試湊法, 因而限制了這一方法在工程中的應(yīng)用。
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