機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)(參考版)
2025-06-29 01:44本頁(yè)面
【正文】 。最優(yōu)控制問(wèn)題可表達(dá)為有約束非線性規(guī)劃問(wèn)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(shí)保證受控結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和控制經(jīng)濟(jì)性。作動(dòng)器位置的聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。710。為了克服普通極點(diǎn)配置法僅能配置頻率的缺點(diǎn), 文獻(xiàn)[14 ]提出了頻率、模態(tài)向量的特征結(jié)構(gòu)配置法, 同時(shí)兼顧了零、極點(diǎn)的分布。根據(jù)對(duì)被控系統(tǒng)動(dòng)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(guò)反饋或輸出反饋來(lái)改變系統(tǒng)極點(diǎn)位置, 從而實(shí)現(xiàn)規(guī)定要求。 b 極點(diǎn)配置法 極點(diǎn)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。在實(shí)際控制中, 由于模態(tài)截?cái)嘁稹翱刂埔绯觥焙汀坝^測(cè)溢出”, 前者將影響實(shí)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(dú)立模態(tài)空間控制要求觀測(cè)器數(shù)目和作動(dòng)器數(shù)目等于被控模態(tài)數(shù), 這極大地限制了其實(shí)際應(yīng)用。它的基本思想是利用模態(tài)坐標(biāo)變換把整個(gè)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制轉(zhuǎn)化為對(duì)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。下面簡(jiǎn)要介紹結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制采用的主要方法及其存在的問(wèn)題。目前研究與應(yīng)用較多的是主動(dòng)閉環(huán)控制, 它的基本思想是通過(guò)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(lái)主動(dòng)改變被控制結(jié)構(gòu)的閉環(huán)零、極點(diǎn)配置或結(jié)構(gòu)參數(shù), 從而使系統(tǒng)滿足預(yù)定的動(dòng)態(tài)特性要求。此外, 利用主動(dòng)控制技術(shù)減輕高速傳送帶的橫向振動(dòng)、隔離鍛錘的沖擊振動(dòng)和預(yù)報(bào)控制金屬切削顫振, 以及抑制往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)都不乏有成功的范例。 d 機(jī)械設(shè)備的主動(dòng)減振 從70 年代中期已經(jīng)開始研究撓性轉(zhuǎn)子、鏜桿和鋸盤等撓性結(jié)構(gòu)減振, 近年來(lái)轉(zhuǎn)子振動(dòng)主動(dòng)控制已取得了一些新進(jìn)展。目前此類系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)問(wèn)題研究較少, 它有復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。為了簡(jiǎn)化主動(dòng)減振系統(tǒng)、降低成本, 人們提出了“開關(guān)式”半主動(dòng)隔振系統(tǒng)。由于巨型土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制系統(tǒng)是具有時(shí)滯的非定常非線性控制系統(tǒng), 需用實(shí)時(shí)辨識(shí)技術(shù)進(jìn)行在線建模, 因此土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)自適應(yīng)控制尚需深入研究。1979 年國(guó)際理論和應(yīng)用力學(xué)協(xié)會(huì)召開了首次振動(dòng)主動(dòng)控制學(xué)術(shù)討論會(huì), 波士頓、紐約、悉尼和多倫多的四座巨型土木工程結(jié)構(gòu)相繼安裝了主動(dòng)調(diào)頻消振器, 抑制了風(fēng)致振動(dòng), 改善了舒適性。 b 巨型土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制 隨著材料強(qiáng)度提高和施工技術(shù)改進(jìn), 巨型土木工程結(jié)構(gòu)的尺度越來(lái)越大, 剛度顯著降低,舒適性和抗震性隨之惡化。若增加模型階數(shù)、考慮非線性因素必將導(dǎo)致維數(shù)災(zāi)難, 增大計(jì)算量。為適應(yīng)大柔性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn), 人們探索了控制器設(shè)計(jì)的各種途徑, 對(duì)簡(jiǎn)單構(gòu)件(如梁、桁架等) 進(jìn)行了模型實(shí)驗(yàn)。80 年代后, 振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段, 不僅取得了豐富的理論研究成果, 而且成功應(yīng)用于航天結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制、土木工程結(jié)構(gòu)抗震、高速車輛隔振及其他機(jī)械設(shè)備振動(dòng)控制。 振動(dòng)主動(dòng)控制的發(fā)展現(xiàn)狀 振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)的研究始于50
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